目的探討凹凸棒石/Ⅰ型膠原/聚己內酯[attapulgite/collagen type Ⅰ/poly (caprolactone),ATP/Col Ⅰ/PCL]支架材料修復兔橈骨缺損效果,及其作為骨替代材料的可行性。 方法取Col Ⅰ、PCL按3∶2比例溶于六氟異丙醇后,添加ATP,制備ATP/Col Ⅰ/PCL支架材料;同法制備Col Ⅰ/PCL支架材料作為對照。掃描電鏡觀察兩種支架材料結構。取24只2月齡雄性日本大耳白兔,于雙側前肢制備長15 mm的橈骨缺損模型。隨機分為3組,A組6只(12側)缺損不作任何處理作為對照;B、C組各9只(18側),于缺損處分別植入Col Ⅰ/PCL、ATP/Col Ⅰ/PCL支架材料。術后觀察動物一般情況,4、8、12周X線片觀察骨缺損修復情況;12周取材行大體、掃描電鏡、Micro-CT觀察及組織學、免疫組織化學染色,觀察骨缺損修復以及支架材料降解情況。 結果掃描電鏡示,兩種支架材料均為多孔結構,ATP/Col Ⅰ/PCL支架材料結構較Col Ⅰ/PCL支架材料更致密。術后各組動物均存活至實驗完成,無切口感染等現象。X線片檢查示,隨時間延長,C組缺損區骨髓腔連通,修復效果優于A、B組。術后12周,大體觀察示B、C組支架材料與周圍組織良好融合,A組缺損部位被結締組織填滿。掃描電鏡示B、C組支架材料表面和孔隙間被大量細胞和組織覆蓋。Micro-CT掃描示,C組骨缺損部位新生骨體積、骨礦物質含量、組織礦含量、骨小梁連接密度顯著高于A、B組(P<0.05)。組織學和免疫組織化學染色示,A組缺損區域填充大量結締組織,ALP、Col Ⅰ和OPN僅微弱表達;B組支架材料降解區域內有膠原纖維形成,與A組相比,ALP、Col Ⅰ和OPN表達增強;C組支架材料降解較B組慢,材料植入部位有新生骨組織形成,與A、B組相比,ALP表達減弱,而Col Ⅰ、OPN表達增強。 結論ATP/Col Ⅰ/PCL支架材料體內可降解,具有三維多孔致密結構,生物相容性良好,修復兔橈骨缺損效果較好,可以作為骨替代材料。
目的 探討載柚皮苷復合支架的性能及其對兔骨軟骨缺損修復的效果。 方法 利用 W/O/W 方法制備載柚皮苷和無載柚皮苷緩釋微球;以凹凸棒石和 Ⅰ 型膠原蛋白為材料,通過“3 層夾心法”分別構建載柚皮苷、無載柚皮苷和載 TGF-β1 復合支架。分別利用體外緩釋、掃描電鏡和細胞計數試劑盒 8 法評價載柚皮苷微球的緩釋效果、支架的形貌和細胞相容性。取 40 只日本大耳白兔隨機分為 A、B、C、D 4 組,每組 10 只。于兔雙側股骨髁間窩處制備直徑 4.5 mm、深 4 mm 的骨軟骨缺損模型,A 組為缺損組(空白對照),B、C、D 組分別于骨軟骨缺損處植入無載柚皮苷復合支架(陰性對照組)、載柚皮苷復合支架(實驗組)及載 TGF-β1 復合支架(陽性對照組)。分別于術后 3、6 個月時取材,行大體、HE 染色、甲苯胺藍染色,分別觀察骨軟骨缺損修復效果;Western blot 檢測新生軟骨 Ⅱ 型膠原蛋白表達水平。 結果 載柚皮苷微球具有良好的緩釋效果;構建的骨軟骨復合支架有較好的孔隙;載柚皮苷軟骨層支架細胞的增殖率與無載柚皮苷支架比較明顯增加,差異有統計學意義(P<0.05)。兔體內植入實驗大體觀察示,術后 3 個月 C、D 組缺損范圍與 A、B 組相比明顯縮小;術后 6 個月 C 組缺損處被新生軟骨所覆蓋,D 組新生軟骨與周圍正常軟骨整合良好。組織學染色示,術后 3 個月 A、B 組缺損處被少量纖維組織填充,C、D 組可見少量軟骨生成;術后 6 個月 C、D 組新生骨軟骨組織與正常骨軟骨類似,A、B 組缺損處以大量纖維組織為主。Western blot 檢測示,術后 3、6 個月 C、D 組缺損處新生組織中 Ⅱ 型膠原蛋白表達量均顯著高于 A、B 組,差異有統計學意義(P<0.05);C、D 組間比較差異無統計學意義(P>0.05)。 結論 載柚皮苷復合支架具有良好的組織相容性,并對兔關節骨軟骨缺損有較好的修復效果。
目的探討載淫羊藿苷/凹凸棒石/Ⅰ型膠原/聚己內酯(icariin/ attapulgite/collagen type Ⅰ/polycaprolactone,ICA/ATP/ColⅠ/PCL)復合支架修復兔脛骨缺損的效果。方法 利用溶液鑄澆-粒子濾瀝法分別構建 ICA/20%ATP/ColⅠ/PCL(支架 1)、ICA/30%ATP/ColⅠ/PCL(支架 2)、20%ATP/ColⅠ/PCL(支架 3)、30%ATP/ColⅠ/PCL(支架 4)復合支架材料,采用掃描電鏡觀察支架 2 交聯前、后結構特征,測量支架 2、4 的表面接觸角檢測材料吸水性能,采用體外降解實驗評價支架 2 的藥物緩釋效果。取 30 只雄性日本大耳白兔,體質量(2.0±0.1)kg,隨機分為 A、B、C、D、E 5 組,每組 6 只;制備直徑 1 cm 雙側脛骨缺損模型后,A 組不植入任何材料,B~E 組分別于骨缺損處植入支架 3、支架 4、支架 1、支架 2。術后 4、8、12 周大體觀察骨缺損修復效果;行 HE、Masson 染色以及成骨特異性轉錄因子 RUNX2、成骨相關轉錄因子 Osterix(OSX)、ColⅠ、骨橋蛋白(osteopontin,OPN)抗體的免疫組織化學染色,觀察不同支架材料修復骨缺損效果。結果 掃描電鏡觀察示,支架 2 為多孔結構,交聯前結構疏松,交聯后結構致密;表面接觸角檢測示支架為疏水性材料,且支架 2 疏水性比支架 4 更高;藥物體外緩釋效果顯示支架 2 上藥物能微量長效釋放。動物體內植入實驗中,大體觀察示術后 4、12 周 D、E 組缺損明顯小于 A、B、C 組。HE 和 Masson 染色示,術后 4 周 A 組缺損區域充滿大量結締組織,B、C 組可見大量纖維組織,D、E 組可見少量新生骨;術后 8 周各組新生骨比 4 周時增加;術后 12 周 A 組缺損區域仍以纖維組織為主,B、C 組可見少量新生骨組織,D、E 組可見大量新生骨組織,尤以 E 組明顯,且大部分支架降解。免疫組織化學染色示,術后 4 周,D、E 組新生組織中 RUNX2 和 OSX 表達明顯高于其余各組,術后 8、12 周 RUNX2 表達與 4 周相比表達下降;術后 8、12 周與 4 周相比,各組 ColⅠ、OPN 表達均增加,且 D、E 組新生組織中 ColⅠ、OPN 表達明顯高于其余各組。結論 ICA/ATP/Col Ⅰ/PCL 復合支架具有良好的孔隙率和生物相容性,并具有促成骨作用,可達到良好骨再生和修復效果。