新型可塑形同种骨修复材料修复运动性关节软骨损伤

中国组织工程研究第20卷第34期2016–08–19出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchAugust19,2016Vol.20,No.34ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH5033·研究原著·丁晨光，男，1979年生，河北省景县人，汉族，硕士，讲师，主要从事高校体育教育、运动医学研究。通讯作者：付平，讲师，河南护理职业学院，河南省安阳市455001中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)34-05033-06稿件接受：2016-05-25新型可塑形同种骨修复材料修复运动性关节软骨损伤丁晨光1，付平2(1河北中医学院，河北省石家庄市050200；2河南护理职业学院，河南省安阳市455001)引用本文：丁晨光，付平.新型可塑形同种骨修复材料修复运动性关节软骨损伤[J].中国组织工程研究，2016，20(34):5033-5038.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.34.003ORCID:0000-0002-1154-2126(丁晨光)文章快速阅读：文题释义：新型可塑形同种骨修复材料：新型可塑形同种骨修复材料由成骨基质颗粒、黏性载体组成，能为机体提供一定的力学性能。此外，新型可塑形同种骨修复材料以液态、泥膏状或含有颗粒状材料运用于凝胶剂，置入时切口相对较小，具备良好的组织相容性和骨传导能力。黏性载体则是将松散的成骨基质颗粒黏合在一起，使材料整体具备可塑性，提高材料的整体性能，发挥良好的骨修复作用。新型可塑形同种骨修复材料的骨修复能力：与脱钙骨基质在材料中的比例关系密切。通常而言，脱钙骨基质含量较高的材料骨修复能力优于含量较低者。目前，临床上应用的可塑形同种骨修复材料主要以硫酸钙、甘油、高分子量水凝胶等为黏性载体，该材料在制备过程中使用的所有的组分均来自同种骨组织，能够有效提高材料中的脱钙骨基质颗粒含量，保证其含量在90%以上。摘要背景：目前临床上对于可塑形骨修复材料的基本组成及制备方法存在较大争议，且对于其在运动性关节软骨损伤中的修复效果尚缺乏报道。目的：分析新型可塑形同种骨修复材料修复运动性关节软骨损伤的效果。方法：取36只新西兰大白兔，建立关节软骨损伤模型后，随机分为2组，实验组采用新型可塑形同种骨修复材料(为脱钙骨基质与骨胶原复合物)修复，对照组采用透明质酸钠凝胶修复，修复后3周，采用动物实验跑台模拟运动员受伤后的运动训练，30min/次，连续运动5次。修复后16，18，20周，进行缺损部位组织学观察。结果与结论：①修复后16周，实验组缺损部位修复良好，周围未见明显炎症反应，且与周围组织出现融合；对照组修复部位存在一裂隙，材料与间质部位相互融合，修复部位周围未见炎症反应；②修复后18周，实验组损伤部位可见排列紧密的脱细胞骨基质颗粒，纤维结缔组织相对较少，宿主骨边缘存在新骨；对照组损伤部位愈合，但新骨相对较少；③修复后20周，实验组损伤部位被纤维结缔组织填充，纤维结缔组织内存在大量的血管长入，周围宿主骨边缘可见少量新生组织；对照组损伤部位得到改善，但未见新生血管；④结果表明，新型可塑形同种骨修复材料可促进运动性关节软骨损伤的修复且排斥反应小。关键词：生物材料；软骨生物材料；新型可塑性同种骨修复材料；运动性关节软骨损伤；修复效果；透明质酸钠凝胶；Wakitani评分；炎症反应主题词：胶原；透明质酸；组织工程新型可塑形同种骨修复材料修复运动性关节软骨损伤的效果36只新西兰大白兔建立关节软骨损伤模型修复后16，18，20周缺损部位组织学观察显示，新型可塑形同种骨修复材料可促进运动性关节软骨损伤的修复且排斥反应小。实验组采用新型可塑形同种骨修复材料修复对照组采用透明质酸钠凝胶修复修复后3周，采用动物实验跑台模拟运动员受伤后的运动训练，30min/次，连续运动5次丁晨光，等.新型可塑形同种骨修复材料修复运动性关节软骨损伤P.O.Box10002,Shenyang110180:FuPing,Lecturer,HenanVocationalCollegeofNursing,Anyang455001,HenanProvince,ChinaAnovelplastichomogeneousbonerepairmaterialforsport-relatedarticularcartilageinjuryDingChen-guang1,FuPing2(1HebeiUniversityofChineseMedicine,Shijiazhuang050200,HebeiProvince,China;2HenanVocationalCollegeofNursing,Anyang455001,HenanProvince,China)AbstractBACKGROUND:Currently,thecomponentsandpreparationmethodsofplasticbonerepairmaterialsremaincontroversial,andrarestudiesfocusontheirrepaireffectsonsport-relatedarticularcartilageinjury.OBJECTIVE:Toanalyzetheeffectofanovelplastichomogeneousbonerepairmaterialtorepairsport-relatedarticularcartilageinjury.METHODS:Thirty-sixNewZealandrabbitswereselectedtopreparearticularcartilageinjurymodels,andwererandomizedintotwogroups.Modelrabbitswererepairedwiththenovelplastichomogeneousbonematerial(acompositeofdemineralizedbonematrixandcollagen)asexperimentalgroup,whiletheothersrepairedwithsodiumhyaluronategelascontrolgroup.At3weeksafterrepair,treadmillsystemwasutilizedtostimulatesportstrainingafterathleteinjury,forfiveconsecutivesessionsof30minuteseach.At16,18and20weeksafterrepair,thedefectregionwasobservedhistologically.RESULTSANDCONCLUSION:At16weeksafterrepair,thedefectregionhealedwellandintegratedwiththesurroundingtissues,andnosignificantinflammatoryreactionappearedaroundthematerialintheexperimentalgroup;inthecontrolgroup,afissureappearedatthedefectregionbutwithnoinflammatoryreaction,andthematerialintegratedwiththeinterstitialsite.At18weeksafterrepair,closelyarrangedacellularbonematrixcouldbefoundinthedefectregion,fibrousconnectivetissueswerefewer,andtherewasanewboneformationaroundtheedgeofhostboneintheexperimentalgroup;thedefectregionhealed,butnewboneswerefewerinthecontrolgroup.At20weeksafterrepair,thedefectregionintheexperimentalgroupwasfilledwithfibrousconnectivetissues,inwhichtherewerenumerousnewbloodvessels,andafewofnewtissuesappearedaroundtheedgeofhostbone;thedefectregioninthecontrolgroupwasimprovedandnoneovascularizationoccurred.Thesefindingssuggestthatthenovelplastichomogeneousbonematerialcanpromotetherepairofsport-relatedarticularcartilageinjurywithlessrejectionreactions.Subjectheadings:Collagen;HyaluronicAcid;TissueEngineeringCitethisarticle:DingCG,FuP.Anovelplastichomogeneousbonerepairmaterialforsport-relatedarticularcartilageinjury.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(34):5033-5038.0引言Introduction运动性关节软骨损伤属于发生率较高的骨关节损伤，在运动员中常见，对运动员运动能力、运动时间等影响较大，且患者发病后如果不采取积极有效的方法治疗，将会引起机械性磨损、进行性骨关节病[1]。相关学者进行了一次试验，试验中对2004年参加雅典奥运会的国家运动员伤病情况进行调查，结果显示268例存在运动性关节软骨损伤，而膝关节、踝关节、肩关节损伤占患病人数的54.5%[2-3]。由于机体关节血供相对较少，修复能力较差，自我修复难以达到效果。同时，关节损伤修复速度较慢，如果得不到正规治疗，将会引起关节性功能障碍，影响运动员正常训练、比赛，增加了运动员痛苦[4-5]。当关节磨损体积超过一定的大小，超过机体的自我修复能力，则需要置入骨修复材料促进其愈合。新鲜的自体骨是最为理想的植入骨，植入骨中含有较多的成骨细胞和骨再生需要的各种生长因子，具有良好的骨传导能力、骨诱导能力及骨生成能力，被视为骨修复材料中的“金标准”。但自体骨组织填充骨缺损时手术操作时间相对较长，自体骨有限，严重者甚至造成供骨区并发症。近年来，随着医疗技术的飞速发展，异体骨在临床上得到应用。以异种骨组织为原料制备煅烧骨也被证实具备良好的骨传导能力，如羟基磷灰石、生物陶瓷等材料。由于大部分骨缺损深浅不一、形状不规则，采用预备的成形填充材料修复存在填充材料与缺损不匹配，难以达到预期的填充效果。新型可塑形同种骨修复材料由成骨基质颗粒、黏性载体组成，能为机体提供一定的力学性能[6-7]。此外，新型可塑形同种骨修复材料以液态、泥膏状或含有颗粒状材料运用于凝胶剂，置入时切口相对较小，具备良好的组织相容性和骨传导能力。黏性载体则是将松散的成骨基质颗粒黏合在一起，使材料整体具备可塑性，提高材料的整体性能，发挥良好的骨修复丁晨光，等.新型可塑形同种骨修复材料修复运动性关节软骨损伤ISSN2095-4344CN21-