BMPbFGF生物活性材料修复关节软骨损伤的实验研究

1、BMP/bFGF生物活性质料修复枢纽软骨损伤的实行研究林佳声，赵承斌，李华哲【摘要】目的探究骨形态产生卵白(bnerphgenetiprtEin,BP)、碱性成纤维细胞生长因子(basifibrblastgrthfatr,bFGF)生物质料在枢纽软骨缺损修复历程中的作用,为内源性修复枢纽软骨缺损提供实行基矗要领取24只14龄成年明白兔随机分成4组，每只动物于双侧膝枢纽股骨膑股枢纽面制备直径5全层枢纽软骨缺损模子。钻通骨髓腔。A组应用BP/bFGF生物活性质料，B组应用BP生物活性质料，组应用bFGF生物活性质料，D组单纯应用生物卵白胶质料。于8、12、24周在大要，光镜及电镜下不雅察损伤修复结

2、果，构造学评分。结果A组于8、12周时，软骨缺损被白色半透明稳固构造平滑修复，富有光芒，24周时修复构造正常软骨界限模糊，毗连精细，质地稳固，外貌平滑光润。B、组于8、12、24周时间均未见软骨缺损完全修复，界限清楚，中心凹陷显着残留。D组全程均未见软骨修复。构造学中分A组显着优于B、D组，而B、组之间无差异。结论BP/bFGF生物活性质料可以有用修复兔大面积枢纽软骨损伤，疗效显着优于单独应用骨形态产生卵白或碱性成纤维细胞生长因子，为枢纽软骨损伤治疗提供新的治疗要领。【关键词】骨形态产生卵白；碱性成纤维细胞生长因子；软骨缺损；生物卵白Keyrds：bnerphgenetiprtein;fibr

3、blastgrthfatr;basidefetsfartilage;fibringlue枢纽软骨缺损是临床常见疾病，病人会出现枢纽疼痛及活动停滞，终极引起骨性枢纽炎。枢纽软骨缺损的修复是骨科研究的热门。如今常用的是外源性修复要领，如钻孔术、骨膜和软骨膜移植、细胞移植、骨软骨移植等，只管软骨细胞移植在理论上更为有利，但按照国表里现实环境，自体软骨细胞回植的治疗要领在取材，造就，防范污染和经费方面都有困难，并且疗效也并不美满1。随着分子生物学研究的希望，创造软骨缺损的修复历程是一个多种因子到场的庞大历程。以是本研究基于临床现实环境，使用有用生物活性质料，为内源性软骨修复提供实行参考。1实行要领1.

4、1实行质料14周龄哈尔滨明白兔24只，哈尔滨医科大学隶属第一病院动物实行中心提供；医用生物卵白胶，广州倍绣生物技能；重组人碱性成纤维细胞生长因子，美国invitrgen生物；牛自然骨形态产生卵白，天津中津生物生长；戊巴比妥钠，上海化学试剂厂。1.2BP和bFGF生物卵白胶复合质料的制备2溶解60g/l纤维卵白原(50000u/l和500g/l)1l，预备凝血酶原溶液(500u/l)1l。革新共推注射器，操纵其微量出液。纤维卵白原和凝血酶原组通过“Y形针头混淆后立即成为固体状态。30g骨形态产生卵白溶于2L4l/L盐酸胍、10.05l/L氯化钙溶液中,兑水透析24h，备用。假设必要保存，将稀释液

5、在-20条件下贮存。先用0.1%胎牛血清卵白1l溶解0.1g碱性成纤维细胞生长因子防范碱性成纤维细胞生长因子粘附于安瓶内，将稀释液溶解于1lTris液备用。假设必要保存，将稀释液在-20条件下贮存。1.3模子制备1.4不雅察指标2结果2.1BP/bFGF生物卵白胶的制备在20摆布的室温条件下，bFGF及BP溶液可以很好的溶解于纤维卵白原中成为透明液体，与凝血酶混淆后，于5s内敏捷凝聚，成为固态胶体。质料白色半透明，富于光芒，质地松软而脆弱，充填于软骨缺损部可以很好的顺应软骨的曲线，并可将修饰得非常平滑。注射历程应该匀称而快速，注于缺损部后待凝胶成型后，留意休整外貌与正常枢纽面同等。2.2大要形

6、态和一样平常状态全部动物均无膝枢纽熏染和积液产生。A组只，B组只，组只动物跛行4周摆布，枢纽活动受限。余全部动物均未见跛行，其膝枢纽活动范畴较术前无显着改变，表示活泼，食欲佳。大要不雅察，A组：软骨缺损区均为修复构造所充填，外貌平滑，半透明状而有光芒。术后8周修复构造成白色，质地稳固，与四周构造团结精细，但可清楚的表现界限，外貌平滑与枢纽面曲线共同美满；术后12周修复构造仍成白色稳固构造，与四周构造融为一体，界限趋与模糊，外貌更趋平坦；术后24周修复构造成为白色半透明软骨样构造，与四周软骨团结为一体，外貌细微凹陷，枢纽外貌平滑，稳固。B组，组：术后8、12、24周均未出现完备平滑枢纽面修复征象

7、，外貌凹凸不服，只是在缺损边沿有部门修复构造出现，中心缺损恒久存在，被暗赤色疏松结缔构造充填，修复构造与正常软骨界限清楚。D组也完全没有出现修复征象出现。2.3构造学不雅察A组：术后8周，HE染色见缺损已经被显着修复，大量软骨细胞出现，圆形和椭形胞核清楚，有软骨陷凹出现，修复构造与枢纽缺损边沿软骨团结精细，PAS染色见基质出现蓝染，糖胺多糖类物质开始大量沉积；术后12周，修复构造厚于正常软骨，修复构造与其团结精细，以类透明软骨细胞为主，大量增殖，软骨陷窝大量出现，表层软骨细胞希罕体积小，而底层细胞量多且较为宏大，出现分层漫衍的特点，基质PAS染色见显着蓝染，糖胺多糖类物质沉积更为显着；术后24

8、周，软骨厚度稍变薄，软骨陷窝显着，修复构造与正常软骨界限模糊，团结精细，卵白多糖类物质显着沉积，部门地区出现纤维软骨特点。B组、组：术后缺损未被有用修复，中心凹陷外貌恒久残留，缺损内部被大量肉芽构造添补，边壁出现骨板，基质染色见少数靠近骨板的局部出现软骨基质沉积。D组：8、12、24周术后软骨缺损恒久存在，缺损处被大量肉芽构造所添补。质地松软，与四周无显着毗连，HE染色未见软骨细胞出现，PAS染色未见糖胺多糖类物质沉积。2.4电镜下不雅察A组术后8、12周电镜下表层可见纵行摆列的软骨细胞、软骨囊,软骨细胞之间可见间隙及成熟的软骨基质，部门软骨钙化；术后24周组:电镜下软骨基质胶原摆列规矩，软骨

9、厚度匀称，软骨下方为摆列规矩的骨髓腔图111。2.5构造学评分双盲法测定，结果表现，A组1.920.69显着优于B组3.580.67，组(3.330.89)及D组(12.451.05)。SPSS13.0软件举行方差阐发，A组和B、D3组均存在明显性差异(P0.05)；B、D组存在明显性差异(P0.05)；而B组和组没有统计学差异(P0.05)。图1BP/bFGF生物活性质料组术后8周大要不雅察图2BP/bFGF生物活性质料组术后12周大要不雅察图3BP/bFGF生物活性质料组术后24周大要不雅察图4BP/bFGF生存活性质料组术后8周HE染色40图5BP/bFGF生存活性质料组术后12周HE染

10、色40图6BP/bFGF生存活性质料组术后24周HE染色40图7BP/bFGF生存活性质料组术后8周PAS40图8BP/bFGF生存活性质料组术后12周PAS40图9BP/bFGF生存活性质料组术后24周PAS40图10BP/bFGF生存活性质料组术后24周电镜程度扫描1000图11BP/bFGF生存活性质料组术后24周电镜纵向扫描10003讨论创伤、骨枢纽病等多种疾病均可造成枢纽软骨缺损。由于枢纽软骨不克不及自身修复，怎样修复枢纽软骨缺损是骨科的研究热门之一。很多学者应用软骨生长板移植、软骨膜移植、骨膜移植及软骨细胞移植等多种外源性修复要领举行实行及临床研究。肌腱和筋膜瓣插入枢纽成形术重要应

11、用于上肢枢纽，特殊对付改进拇指成效有较好结果。1992年赵距才等报道动物实行术后3个月，移植的筋膜退变，成形的枢纽严峻退变。Knight以为成形术只能提供一个无痛或微痛的有必然活动度的枢纽，不适于必要一个不变、安稳、机动枢纽的病人。自体骨软骨移植治疗枢纽软骨缺损的远、近期结果较好，但自体移植取材有限；同种异体移植远期有退变、易熏染、易被汲取等题目。骨膜和软骨膜移植也是一种较好的修复枢纽软骨缺损的要领。骨膜生发层中的未分化间充质细胞可分化为骨细胞或软骨细胞，在枢纽腔内无血液供给低氧环境中分化为软骨细胞。但再生软骨有退变大概，连续被动活动(P)有利于骨膜再生软骨，并低落退变率。软骨膜再生软骨本领强

12、，但泉源少，再生软骨较正常软骨耐压本领差，并随时间延伸逐退变。构造工程要领造就软骨细胞移植得当修复种种外形的软骨缺损，具有必然上风，但其缺点是自体有活性的软骨网络困难，同种异体细胞又有流传病毒的伤害。随着细胞因子研究的深化，创造多种细胞因子通过自排泄和旁排泄2种方法调治骨和软骨的天生,此中重要有骨形态产生卵白(BP)、bFGF、转化生长因子-(TGF-)、胰岛素生长因子(IGF)、血小板衍生因子(PDGF)、肿瘤坏死因子(TNF)等。这些因子的创造使内源性修复枢纽软骨缺损成为大概。BP具有诱导未分化间充质细胞分化形成软骨和新生骨的生物学作用，在体外能诱导骨髓腔内骨髓源性干细胞，枢纽腔内的脂肪构

13、造、髌韧带构造和滑膜构造的细胞分化为软骨细胞3。BP能诱导未分化的间充质细胞不成逆地分化形成软骨和骨，但BP仅是骨天生的启动因子，对已分化的成骨细胞、骨细胞及软骨细胞无进一步促进其增殖作用。而软骨细胞形成后的进一步生长、增殖、分化是由别的骨生长因子调治的。bFGF普及存在于人体构造中,对骨和软骨的修复起紧张的作用，特殊它是一种毛细血管增殖刺激剂，促进毛细血管向骨移植物中长入，使软骨天生早期的构造中软骨岛数目增多。以是它增长BP成骨量的原理大概促进了必要血供的软骨内化骨，加快了软骨的成熟和骨化。因此BP启动骨形成历程后，为bFGF提供了大量靶细胞。另一方面，bFGF无异位诱导成骨活性，BP的异位

14、骨诱导作用又可补充bFGF的不敷，从而使BP和bFGF在生物学成效上形成互补，进而加快骨诱导、软骨形成历程。只管BP和bFGF的作用有着明显的差异，但它们在骨诱导、软骨形成中的调治是必不成少的。二者在差异水安然平静差异环节上到场对骨诱导、软骨形成历程的调治。在相宜的剂量下，二者存在着显着的协同作用4。医用生物卵白胶具有精良生物相容性，可以完全被落解。由于其特有的三维网架布局营养物质的扩散，以是是枢纽内软骨修复的精良载体。有人用生物卵白胶作为IGF-1的操纵载体，用于治疗马的枢纽软骨损伤，获得精良的结果5。本实行生长了这种自然质料，接纳BP/bFGF生物卵白胶团结应用修复枢纽软骨缺损。结果表白，

15、其枢纽软骨缺损修复结果显着优于单独应用此中一种因子，可见12例膝枢纽软骨缺损均愈合精良，枢纽面平滑、完备、无裂隙、富有弹性，与四周软骨界限不清，缺损区内软骨细胞富厚，摆列趋于正常，软骨下骨进一步改建，软骨厚度根本到达正常。基质PAS染色见显着蓝染，糖胺多糖类物质沉积更为显着。而单独接纳BP/生物卵白胶或bFGF/生物卵白胶修复枢纽软骨缺损，由于成效较单一，大概在体内被落解后才可以被使用，较低的生物使用度限定了BP及bFGF应用疗效的发挥。以是，软骨缺损均未愈合精良，枢纽面凹凸不服、外貌不完备、裂隙清楚、基质PAS染色蓝染较淡，糖胺多糖类物质沉积不显着6。综上所述，以为:1)BP及bFGF具有诱导形成软骨的活性,能促进枢纽内透明软骨再生，但本领较弱，无诱导枢纽软骨形成作用；2)BP/bFGF生物复合物能促进枢纽软骨形成,较单独应用BP、bFGF结果好,是生物学修复枢纽软骨缺损的精良要领。【参考文献】1何川，杨庆铭.骨髓源性间充质干细胞的根本观点和在骨科的相干应用研究J.中国矫形外科杂志，2022，5：389-3922吕昌伟，胡蕴玉，白建平，等.注射型软骨构造工程活性质料修复枢纽软骨缺损的实行研究J.骨与枢纽损伤杂志,2022,10:68