复合人工骨

使用复合材料制成的人工骨

复合人工骨是一种使用复合材料制成的人工骨头，基本原理是将具有骨传导能力的材料与具有骨诱导能力的物质复合制备成复合人工骨，使它们兼具有骨传导和骨诱导作用。

简介

是一种使用复合材料制成的人工骨，基本原理是将具有骨传导能力的材料与具有骨诱导能力的物质如骨生长因子、骨髓组织等复合制备成复合人工骨，使它们既具有骨传导作用，又具有骨诱导作用。复合材料人工骨分为磷酸钙复合人工骨、聚合物复合人工骨、红骨髓复合人工骨、其他种类的复合人工骨。

分类介绍

磷酸钙复合人工骨

主要包括TCP及HA与胶原、骨生长因子等复合人工骨。肖建德等通过透射电镜和扫描电镜观察了胶原羟基磷灰石（collage hydroxy apatite,CHA）诱导成骨的基本过程，观察认为，在成骨过程中，胶原对间质细胞具有趋化作用和促分化作用，HA起 “核心作用”，并参与基质钙化，促进新骨形成。

聚合物复合人工骨

生物降解聚合物是近年生物材料研究领域中的一个热点，通过技术加工可合成各种结构形态，一定的生物降解特性的各种聚合物。但它们无骨诱导活性，需与其他骨诱导因子复合应用才能取得良好效果。Isobe等用含3拌酬rhBMP-2的PLGA胶囊修复5mm大小的鼠股骨缺损，术后4 周及8周取标本作X线检查及组织学检查，结果显示PLGA-BMP组已形成骨愈合，而对照组无骨连接。作者认为rhBMP-2/PLGA胶囊是一种有前途的骨再生释放系统。Hollinger等用人的脱抗原自身消化骨（即AA骨）和PLA/PGA的复合材料修复直径24mm的猴颅骨缺损。术后3个月和6个月取材的X线形态测量分析和组织形态测量分析显示，PLA/PGA-AA骨复合材料治疗组中的新骨少于自体骨移植组，但明显多于空白对照组；6周时，复合材料组形成的新骨相互融合，并出现内、外骨板和中间发育良好的骨髓腔。

红骨髓复合人工骨

骨髓由造血系统和基质系统两部分组成。人和动物健康红骨髓的基质细胞中含有定向性骨祖细胞（determined osteogenic precursor cells,DOPC）和可诱导性骨祖细胞（inducible ostegenic precursor cells,IOPC）oDOPC具有定向分化为骨组织的能力，IOPC在诱导因子（如 BMP）作用下才能分化成骨。骨髓组织植人后能直接促进骨折愈合和骨缺损修复。Grundel等采用TCP（占40%）和HA（占60%）合成双相磷酸钙陶瓷与BM复合后植人治疗骨缺损，术后24周发现骨髓与块状陶瓷复合物组6例中，有3例呈现骨性连接，3例有纤维连接；骨髓与颗粒状陶瓷复合物组6例中有 5例均获骨性连接，1例纤维连接；单纯骨髓植人的5例均获骨性连接；空白对照组3例无1例连接。

东中川将骨髓细胞与HA结合，并分别加入bFGF和（或）成骨蛋白一1（osteyenic protein-1,OP-1）,通过测定胸腺嗜陡掺人到DNA中的量、ALP的活性及新生骨的形成，来了解它们的生物活性。结果表明，bFGF能刺激骨髓细胞的增殖，OP-1能增加ALP的活性及刺激新生骨形成，并能促进骨髓细胞的分化。作者认为，具有三维结构的HA与骨髓细胞复合后可作为一种应用于临床的生物材料，bFGF与OP-1能增加这种复合人工骨的成骨活性。

其他种类的复合人工骨

主要包括两种以上材料组成的人工骨（如陶瓷、胶原与生长因子或有关细胞的复合人工骨）及与多种生长因子复合的人工骨等。马秦等报道了复合骨预制骼骨瓣的实验研究。作者将一定形状的rhBMP-2、胶原、珊瑚复合骨植人狗骼骨区，结果显示，复合骨术后3个月时，已转变成骨组织，骼骨形状改变，4个半月时新生骨改建为成熟骨。认为rhBMP-2、胶原、珊瑚复合骨适用于体内预制具有一定形状和结构的骨组织瓣。

组织工程学是近20年来兴起的一门多学科交叉的新兴边缘学科。它的核心是应用生物学和工程学的原理和方法来发展具有生物活性的人工替代物，用以修复、维持或改善病损组织的功能。目前，组织工程学的研究内容主要包括：

①种子细胞的分离及细胞作用的研究（包括细胞移植后的功能研究及免疫排斥反应等）；

②组织诱导物质的研究（包括各种生长因子及其释放系统）；

③种子细胞与基质材料之间的相互配置。随着研究的深人和发展，在不久的将来，它将给临床治疗带来一场革命性的变化。

Bruder等将经培养的骨髓间质干细胞（mesenchymal stem cells,MSC）与双相磷酸钙陶瓷（其中HA占65%，a-TCP占 35%）复合后修复狗股骨的标准大小骨缺损，术后16周取标本作组织学及组织形态学检查。结果显示，MSC复合移植组，有编织骨及板层样骨组织形成，其成骨量明显多于单用双相磷酸钙陶瓷组，并有大量骨领组织包绕骨髓细胞移植物（平均厚度达3．14mm）。术后16周，宿主骨与移植物形成了坚固的骨融合，修复了骨缺损。Iyoda等报道了将培养出的软骨细胞与日A复合治疗骨缺损，作者将获得的软骨细胞置于含HA的培养基中培养2周，扫描电镜检查，见HA表面及孔隙内均填充有培养的细胞，然后将其置人兔尺骨骨缺损处。另一组为单独应用HA的对照组。术后2周，即观察到实验组表面及孔隙内有增生的软骨细胞，术后 4周及6周，可见实验组移植物中央有大量新生骨组织形成，而对照组无此反应。术后13周，见实验组移植物已被部分吸收，完全被板层样骨组织包裹，并观察到有骨髓样组织形成。

Breitbart等将骨膜细胞分离及培养扩增后种植于PGA无纺布上孵育2周，修复兔颅骨标准大小骨缺损。并于术后4周及12周，分别取标本做组织学、生物化学及放射学检查。骨膜细胞体外培养表明，有成骨细胞表型表达，在维生素马诱导下可产生骨钙组织。动物实验结果显示，术后4周实验组骨缺损处有骨岛形成，其胶原含量明显较对照组多（尸＜0．006）；术后12周，骨缺损处基本被新生骨组织填充，嗅脱氧尿核昔标记荧光分析证明，新生的骨组织来源于培养的骨膜细胞。

组织工程化人工骨与宿主骨之间的融合，与周围血管的长人至关重要，为了加速这一过程，Casabona等设计出一种生物工程化预制骨瓣即带血管蒂的骨组织工程。作者将经培养的骨髓细胞与经基磷灰石复合后植人裸鼠预先制备的带血管蒂的背阔肌皮瓣中。8周后组织学检查显示生物工程化预构骨瓣中有丰富的骨组织形成，血管丰富，形成工程化的带血管蒂的骨肌皮瓣。随后进行的带蒂骨组织移植修复骨缺损的效果良好。

全国各地天气预报查询

上海市

云南省

云南省

云南省

云南省

云南省