BMPbFGF生物活性材料修復關節(jié)軟骨損傷的實驗研究

1、BMP/bFGF生物活性質料修復樞紐軟骨損傷的實行研究林佳聲，趙承斌，李華哲【摘要】目的探究骨形態(tài)產生卵白(bnerphgenetiprtEin,BP)、堿性成纖維細胞生長因子(basifibrblastgrthfatr,bFGF)生物質料在樞紐軟骨缺損修復歷程中的作用,為內源性修復樞紐軟骨缺損提供實行基矗要領取24只14齡成年明白兔隨機分成4組，每只動物于雙側膝樞紐股骨臏股樞紐面制備直徑5全層樞紐軟骨缺損模子。鉆通骨髓腔。A組應用BP/bFGF生物活性質料，B組應用BP生物活性質料，組應用bFGF生物活性質料，D組單純應用生物卵白膠質料。于8、12、24周在大要，光鏡及電鏡下不雅察損傷修復結

2、果，構造學評分。結果A組于8、12周時，軟骨缺損被白色半透明穩(wěn)固構造平滑修復，富有光芒，24周時修復構造正常軟骨界限模糊，毗連精細，質地穩(wěn)固，外貌平滑光潤。B、組于8、12、24周時間均未見軟骨缺損完全修復，界限清楚，中心凹陷顯著殘留。D組全程均未見軟骨修復。構造學中分A組顯著優(yōu)于B、D組，而B、組之間無差異。結論BP/bFGF生物活性質料可以有用修復兔大面積樞紐軟骨損傷，療效顯著優(yōu)于單獨應用骨形態(tài)產生卵白或堿性成纖維細胞生長因子，為樞紐軟骨損傷治療提供新的治療要領?！娟P鍵詞】骨形態(tài)產生卵白；堿性成纖維細胞生長因子；軟骨缺損；生物卵白Keyrds：bnerphgenetiprtein;fibr

3、blastgrthfatr;basidefetsfartilage;fibringlue樞紐軟骨缺損是臨床常見疾病，病人會出現樞紐疼痛及活動停滯，終極引起骨性樞紐炎。樞紐軟骨缺損的修復是骨科研究的熱門。如今常用的是外源性修復要領，如鉆孔術、骨膜和軟骨膜移植、細胞移植、骨軟骨移植等，只管軟骨細胞移植在理論上更為有利，但按照國表里現實環(huán)境，自體軟骨細胞回植的治療要領在取材，造就，防范污染和經費方面都有困難，并且療效也并不美滿1。隨著分子生物學研究的希望，創(chuàng)造軟骨缺損的修復歷程是一個多種因子到場的龐大歷程。以是本研究基于臨床現實環(huán)境，使用有用生物活性質料，為內源性軟骨修復提供實行參考。1實行要領1.

4、1實行質料14周齡哈爾濱明白兔24只，哈爾濱醫(yī)科大學隸屬第一病院動物實行中心提供；醫(yī)用生物卵白膠，廣州倍繡生物技能；重組人堿性成纖維細胞生長因子，美國invitrgen生物；牛自然骨形態(tài)產生卵白，天津中津生物生長；戊巴比妥鈉，上?；瘜W試劑廠。1.2BP和bFGF生物卵白膠復合質料的制備2溶解60g/l纖維卵白原(50000u/l和500g/l)1l，預備凝血酶原溶液(500u/l)1l。革新共推注射器，操縱其微量出液。纖維卵白原和凝血酶原組通過“Y形針頭混淆后立即成為固體狀態(tài)。30g骨形態(tài)產生卵白溶于2L4l/L鹽酸胍、10.05l/L氯化鈣溶液中,兌水透析24h，備用。假設必要保存，將稀釋液

5、在-20條件下貯存。先用0.1%胎牛血清卵白1l溶解0.1g堿性成纖維細胞生長因子防范堿性成纖維細胞生長因子粘附于安瓶內，將稀釋液溶解于1lTris液備用。假設必要保存，將稀釋液在-20條件下貯存。1.3模子制備1.4不雅察指標2結果2.1BP/bFGF生物卵白膠的制備在20擺布的室溫條件下，bFGF及BP溶液可以很好的溶解于纖維卵白原中成為透明液體，與凝血酶混淆后，于5s內敏捷凝聚，成為固態(tài)膠體。質料白色半透明，富于光芒，質地松軟而脆弱，充填于軟骨缺損部可以很好的順應軟骨的曲線，并可將修飾得非常平滑。注射歷程應該勻稱而快速，注于缺損部后待凝膠成型后，留意休整外貌與正常樞紐面同等。2.2大要形

6、態(tài)和一樣平常狀態(tài)全部動物均無膝樞紐熏染和積液產生。A組只，B組只，組只動物跛行4周擺布，樞紐活動受限。余全部動物均未見跛行，其膝樞紐活動范疇較術前無顯著改變，表示活潑，食欲佳。大要不雅察，A組：軟骨缺損區(qū)均為修復構造所充填，外貌平滑，半透明狀而有光芒。術后8周修復構造成白色，質地穩(wěn)固，與四周構造團結精細，但可清楚的表現界限，外貌平滑與樞紐面曲線共同美滿；術后12周修復構造仍成白色穩(wěn)固構造，與四周構造融為一體，界限趨與模糊，外貌更趨平坦；術后24周修復構造成為白色半透明軟骨樣構造，與四周軟骨團結為一體，外貌細微凹陷，樞紐外貌平滑，穩(wěn)固。B組，組：術后8、12、24周均未出現完備平滑樞紐面修復征象

7、，外貌凹凸不服，只是在缺損邊沿有部門修復構造出現，中心缺損恒久存在，被暗赤色疏松結締構造充填，修復構造與正常軟骨界限清楚。D組也完全沒有出現修復征象出現。2.3構造學不雅察A組：術后8周，HE染色見缺損已經被顯著修復，大量軟骨細胞出現，圓形和橢形胞核清楚，有軟骨陷凹出現，修復構造與樞紐缺損邊沿軟骨團結精細，PAS染色見基質出現藍染，糖胺多糖類物質開始大量沉積；術后12周，修復構造厚于正常軟骨，修復構造與其團結精細，以類透明軟骨細胞為主，大量增殖，軟骨陷窩大量出現，表層軟骨細胞希罕體積小，而底層細胞量多且較為宏大，出現分層漫衍的特點，基質PAS染色見顯著藍染，糖胺多糖類物質沉積更為顯著；術后24

8、周，軟骨厚度稍變薄，軟骨陷窩顯著，修復構造與正常軟骨界限模糊，團結精細，卵白多糖類物質顯著沉積，部門地區(qū)出現纖維軟骨特點。B組、組：術后缺損未被有用修復，中心凹陷外貌恒久殘留，缺損內部被大量肉芽構造添補，邊壁出現骨板，基質染色見少數靠近骨板的局部出現軟骨基質沉積。D組：8、12、24周術后軟骨缺損恒久存在，缺損處被大量肉芽構造所添補。質地松軟，與四周無顯著毗連，HE染色未見軟骨細胞出現，PAS染色未見糖胺多糖類物質沉積。2.4電鏡下不雅察A組術后8、12周電鏡下表層可見縱行擺列的軟骨細胞、軟骨囊,軟骨細胞之間可見間隙及成熟的軟骨基質，部門軟骨鈣化；術后24周組:電鏡下軟骨基質膠原擺列規(guī)矩，軟骨

9、厚度勻稱，軟骨下方為擺列規(guī)矩的骨髓腔圖111。2.5構造學評分雙盲法測定，結果表現，A組1.920.69顯著優(yōu)于B組3.580.67，組(3.330.89)及D組(12.451.05)。SPSS13.0軟件舉行方差闡發(fā)，A組和B、D3組均存在明顯性差異(P0.05)；B、D組存在明顯性差異(P0.05)；而B組和組沒有統(tǒng)計學差異(P0.05)。圖1BP/bFGF生物活性質料組術后8周大要不雅察圖2BP/bFGF生物活性質料組術后12周大要不雅察圖3BP/bFGF生物活性質料組術后24周大要不雅察圖4BP/bFGF生存活性質料組術后8周HE染色40圖5BP/bFGF生存活性質料組術后12周HE染

10、色40圖6BP/bFGF生存活性質料組術后24周HE染色40圖7BP/bFGF生存活性質料組術后8周PAS40圖8BP/bFGF生存活性質料組術后12周PAS40圖9BP/bFGF生存活性質料組術后24周PAS40圖10BP/bFGF生存活性質料組術后24周電鏡程度掃描1000圖11BP/bFGF生存活性質料組術后24周電鏡縱向掃描10003討論創(chuàng)傷、骨樞紐病等多種疾病均可造成樞紐軟骨缺損。由于樞紐軟骨不克不及自身修復，怎樣修復樞紐軟骨缺損是骨科的研究熱門之一。很多學者應用軟骨生長板移植、軟骨膜移植、骨膜移植及軟骨細胞移植等多種外源性修復要領舉行實行及臨床研究。肌腱和筋膜瓣插入樞紐成形術重要應

11、用于上肢樞紐，特殊對付改進拇指成效有較好結果。1992年趙距才等報道動物實行術后3個月，移植的筋膜退變，成形的樞紐嚴峻退變。Knight以為成形術只能提供一個無痛或微痛的有必然活動度的樞紐，不適于必要一個不變、安穩(wěn)、機動樞紐的病人。自體骨軟骨移植治療樞紐軟骨缺損的遠、近期結果較好，但自體移植取材有限；同種異體移植遠期有退變、易熏染、易被汲取等題目。骨膜和軟骨膜移植也是一種較好的修復樞紐軟骨缺損的要領。骨膜生發(fā)層中的未分化間充質細胞可分化為骨細胞或軟骨細胞，在樞紐腔內無血液供給低氧環(huán)境中分化為軟骨細胞。但再生軟骨有退變大概，連續(xù)被動活動(P)有利于骨膜再生軟骨，并低落退變率。軟骨膜再生軟骨本領強

12、，但泉源少，再生軟骨較正常軟骨耐壓本領差，并隨時間延伸逐退變。構造工程要領造就軟骨細胞移植得當修復種種外形的軟骨缺損，具有必然上風，但其缺點是自體有活性的軟骨網絡困難，同種異體細胞又有流傳病毒的傷害。隨著細胞因子研究的深化，創(chuàng)造多種細胞因子通過自排泄和旁排泄2種方法調治骨和軟骨的天生,此中重要有骨形態(tài)產生卵白(BP)、bFGF、轉化生長因子-(TGF-)、胰島素生長因子(IGF)、血小板衍生因子(PDGF)、腫瘤壞死因子(TNF)等。這些因子的創(chuàng)造使內源性修復樞紐軟骨缺損成為大概。BP具有誘導未分化間充質細胞分化形成軟骨和新生骨的生物學作用，在體外能誘導骨髓腔內骨髓源性干細胞，樞紐腔內的脂肪構

13、造、髕韌帶構造和滑膜構造的細胞分化為軟骨細胞3。BP能誘導未分化的間充質細胞不成逆地分化形成軟骨和骨，但BP僅是骨天生的啟動因子，對已分化的成骨細胞、骨細胞及軟骨細胞無進一步促進其增殖作用。而軟骨細胞形成后的進一步生長、增殖、分化是由別的骨生長因子調治的。bFGF普及存在于人體構造中,對骨和軟骨的修復起緊張的作用，特殊它是一種毛細血管增殖刺激劑，促進毛細血管向骨移植物中長入，使軟骨天生早期的構造中軟骨島數目增多。以是它增長BP成骨量的原理大概促進了必要血供的軟骨內化骨，加快了軟骨的成熟和骨化。因此BP啟動骨形成歷程后，為bFGF提供了大量靶細胞。另一方面，bFGF無異位誘導成骨活性，BP的異位

14、骨誘導作用又可補充bFGF的不敷，從而使BP和bFGF在生物學成效上形成互補，進而加快骨誘導、軟骨形成歷程。只管BP和bFGF的作用有著明顯的差異，但它們在骨誘導、軟骨形成中的調治是必不成少的。二者在差異水安然平靜差異環(huán)節(jié)上到場對骨誘導、軟骨形成歷程的調治。在相宜的劑量下，二者存在著顯著的協(xié)同作用4。醫(yī)用生物卵白膠具有精良生物相容性，可以完全被落解。由于其特有的三維網架布局營養(yǎng)物質的擴散，以是是樞紐內軟骨修復的精良載體。有人用生物卵白膠作為IGF-1的操縱載體，用于治療馬的樞紐軟骨損傷，獲得精良的結果5。本實行生長了這種自然質料，接納BP/bFGF生物卵白膠團結應用修復樞紐軟骨缺損。結果表白，

15、其樞紐軟骨缺損修復結果顯著優(yōu)于單獨應用此中一種因子，可見12例膝樞紐軟骨缺損均愈合精良，樞紐面平滑、完備、無裂隙、富有彈性，與四周軟骨界限不清，缺損區(qū)內軟骨細胞富厚，擺列趨于正常，軟骨下骨進一步改建，軟骨厚度根本到達正常?；|PAS染色見顯著藍染，糖胺多糖類物質沉積更為顯著。而單獨接納BP/生物卵白膠或bFGF/生物卵白膠修復樞紐軟骨缺損，由于成效較單一，大概在體內被落解后才可以被使用，較低的生物使用度限定了BP及bFGF應用療效的發(fā)揮。以是，軟骨缺損均未愈合精良，樞紐面凹凸不服、外貌不完備、裂隙清楚、基質PAS染色藍染較淡，糖胺多糖類物質沉積不顯著6。綜上所述，以為:1)BP及bFGF具有誘導形成軟骨的活性,能促進樞紐內透明軟骨再生，但本領較弱，無誘導樞紐軟骨形成作用；2)BP/bFGF生物復合物能促進樞紐軟骨形成,較單獨應用BP、bFGF結果好,是生物學修復樞紐軟骨缺損的精良要領。【參考文獻】1何川，楊慶銘.骨髓源性間充質干細胞的根本觀點和在骨科的相干應用研究J.中國矯形外科雜志，2022，5：389-3922呂昌偉，胡蘊玉，白建平，等.注射型軟骨構造工程活性質料修復樞紐軟骨缺損的實行研究J.骨與樞紐損傷雜志,2022,10:68