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背景:从目前文献报道来看,生长因子缓释系统在骨科方面的应用研究主要集中在软骨修复方面,关于复合组织工程骨修复骨缺损的研究报道较少。
目的:应用组织工程技术,构建血管内皮生长因子(VEGF)/肝素(HP)/纤维蛋白(FB)修饰的纳米晶胶原基骨(nHAC)缓释复合支架,与成骨诱导后的骨髓间充质干细胞(MSCs)体外构建复合组织工程骨。探求应用组织工程技术治疗骨缺损的方法。设计、时间及地点:对比观察,于2010-8在江苏大学基础医学与医学技术学院实验室完成。
材料: nHAC由清华大学材料系研制。6周龄雄性S D大鼠共36只,用于骨缺损动物模型的制备和骨髓间质干细胞的获得、培养和传代,均来自江苏大学动物实验中心。血管内皮生长因子为sigma公司产品。
方法:实验分为两部分:复合组织工程骨构建,通过VEGF、HP和FB的不同组合构建缓释复合支架,经检测选取最优组种植成骨诱导的骨髓间质干细胞。动物实验,SD大鼠随机分为三组,分别制备股骨干骨缺损模型,Ⅰ组植入上述复合组织工程骨,Ⅱ组仅植入缓释复合支架,Ⅲ组作为空白对照,三组均予内固定。
主要观察指标酶联免疫吸附法(ELISA)检测个时间点样本释放的VEGF浓度以评价缓释复合支架的缓释性能;于各时间点(1、4、12、24w)行X线检查及骨组织碱性磷酸酶染色评价以比较各组动物骨缺损修复水平的差异。
结果:经VEGF/HP/FB缓释系统修饰的纳米晶胶原基骨复合支架在体外环境缓释30d后依然高浓度释放VEGF,且缓释曲线平直;动物实验中a组植入的复合组织工程骨在24w内完全降解,骨缺损修复完成,骨缺损部位ALP活性明显高于b、c组。
结论: VEGF/HP/FB缓释系统修饰的纳米晶胶原基骨复合支架具有优异的缓释性能,在该缓释系统上种植成骨诱导的MSCs后,能够提高骨缺损修复的速度和质量,为复合组织工程骨治疗骨缺损提供了实验基础。