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珊瑚复合人工骨研究进展--中国口
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发表时间：2007-1-9 9:53:00
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自1971年人们发现海珊瑚具有与人骨相类似的孔隙结构［1］，开始应用原始珊瑚碳酸钙作为植骨材料。20多年以来，经许多学者的多种研究证实，珊瑚人工骨是一种良好的骨代用品［2～6］，目前已知它具有良好的生物相容性及骨引导作用，并有生物降解性，其多孔结构有利于宿主骨组织和血液，纤维组织长入，与骨组织有较强的亲和性，无排异反应。但珊瑚骨质地脆，吸收快，在骨缺损处只具有支架和骨引导作用，而无骨诱导能力，单纯珊瑚植入机体后有一定的体积丧失，对于较大的骨质缺损，仅用珊瑚难以达到完全修复，因此近年来有的学者将珊瑚与其它材料进行复合移植，以获得一种同时具备骨诱导活性和骨引导活性的新型材料，并对这种复合植骨材料的骨诱导作用和骨缺损修复效果进行了大量实验和临床研究。本文拟就近年来这方面的研究进展作一概述。
1 生物珊瑚与珊瑚-羟基磷灰石复合
植骨材料的降解速度与缺损区骨修复速度的协调一致是至关重要的，降解过快，缺损区即会失去支架作用，不利于骨缺损的完全修复；降解太慢，材料本身会成为新骨形成的障碍，不利于骨缺损的快速修复［7］在珊瑚的研究过程中，有人发现其在体内的降解速度对于骨缺损的修复速度来说相对稍显过快［3，4］。chgushi等［7］认为羟基磷灰石(ha)包裹在珊瑚表面可防止它的过快降解，其降解速度可用ha外衣的厚度来控制。吕春华等［8］将珊瑚及ha复合后，植入家犬下颌骨人工形成的骨腔作为实验组，单纯植入珊瑚及ha为对照组，植入后2周、4周、12周分别进行组织学观察，发现珊瑚-ha复合材料能与骨组织产生良好的结合，而且不干扰骨形成的生理过程，并对骨缺损修复有促进作用，珊瑚所特有的微孔结构与骨结构更类似，为宿主骨生长提供有利的生理环境。结论是珊瑚的吸收比珊瑚-ha快，而珊瑚-ha复合材料又快于ha，珊瑚与ha复合材料在骨缺损修复中显示了良好的生物学性能。
2 生物珊瑚与自体骨髓复合
goujon早在1869年发现骨髓异位移植后有成骨作用［9］。骨髓由造血干细胞及基质干细胞组成，主要由基质干细胞分化成骨［10］，它含有两种骨母细胞；定向成骨母细胞(the determined osteogenic precuror cell, dopc)和诱导成骨母细胞(the inducible osteogenic pre-cursor cell, iopc)，骨髓细胞通过释放和分泌骨诱导物质诱导周围非特异性间充质细胞分化成骨以及骨髓细胞本身分化成骨［11］。ohgushi等［7］将珊瑚与大鼠骨髓细胞复合后植入同源大鼠的背部皮下，4周后植入区有大量的新骨形成，而单纯珊瑚植入后则未见新骨。郑有华、任才年等［12，13］将珊瑚人工骨和自体骨髓复合移植修复兔下颌骨实验性缺损，术后行x线，99mtc-mdp骨显像和组织学观察，发现术后2周植入骨区开始有新骨形成，12周骨缺损被修复，无体积丧失。在复合移植16例颌骨肿瘤术后颌骨缺损的临床应用中，以x线及99mtc-mdp核素骨三相显像，结果发现术后1个月植入骨区出现核素浓缩，3个月珊瑚开始被吸收，12个月完全被宿主骨取代，不留痕迹，表明珊瑚骨和自体骨髓复合移植，既为新骨提供支架，又为成骨提供骨诱导物质和成骨细胞，可以加速颌骨缺损的修复，是一种良好的骨代用品。
3 生物珊瑚人工骨与游离骨膜瓣复合
骨膜具有成骨能力，但游离骨膜异位移植不产生或仅产生少量新骨，而且在一定的时间后被逐渐吸收。陈力等［14］将骨膜包裹珊瑚人工骨植入兔腓肠肌内，所有试样均有新生骨骼和血管生成，新骨于植入5天后开始发生，并持续6周以上，而单纯珊瑚人工骨或骨膜肌内植入均无新骨产生。
4 生物珊瑚与人骨形成蛋白复合
bmp是一种特殊的骨生长因子，在一定的条件环境下，可诱导未分化间叶细胞，骨髓中的骨母细胞和成骨细胞，继而诱导软骨和骨的形成，为此，自urist于1965年提出，1976年提取成功骨形成蛋白(bmp)以来［15，16］，一些学者积极研制基因级的bmp。1988年国外学者运用基因工程的手段，获得了人基因重组骨形成蛋白1-4(rhbmp1-4)［17］其中rhbmp-2，被认为是bmp家族中诱导骨形成活性很高的生长因子。1994年，我国学者在大肠杆菌中成功表达，获得了高活性的rhbmp-2［18］，但单纯的bmp在体内扩散太快，也易被蛋白酶分解，因而不能在有效的时间内作用更多的靶细胞，其诱骨活性难以达到充分的发挥；另外，对于较大的骨质缺损，bmp不能发挥支架作用［19，20］，因此获得高活性和纯度的rhbmp后，选择合适的载体是非常重要的。张森林，毛天球等［21～23］将珊瑚与重组人骨形成蛋白-2(rhbmp-2)复合，制备出rhbmp-2-珊瑚复合人工骨，进行了一系列的动物实验研究，评价其骨诱导活性和骨修复能力。(1) 将其复合人工骨植入鼠肌袋内，术后1.3.6周分别进行组织学观察，并用图像分析法作成骨定量测定。结果显示术后1周可见复合材料表面及孔洞内有软骨形成，3周出现编织骨，6周形成含骨髓的板层骨，珊瑚被部分吸收。认为rhbmp-2/珊瑚/复合人工骨有良好的诱导成骨能力，珊瑚可能是目前能使用rhbmp-2最合适的载体。(2) 将其植入兔颅骨标准大小缺损，以单纯珊瑚作对照，术后2、6、12周取材，通过x线片和扫描电镜观察，显示不仅在植入的复合人工骨周边有骨组织长入，而且在整个植入物内均有局灶性新骨形成，即出现多中心成骨；通过组织学观察和计算机图像分析，结果发现rhbmp-2-珊瑚复合人工骨以传导成骨和诱导成骨双重机制完成骨修复，骨修复能力和骨修复效果优于单纯的珊瑚；通过抗压强度测试，rhbmp-2-珊瑚复合人工骨具有较强的骨修复作用，植入骨缺损后，材料被逐渐降解吸收，新骨不断形成，机械强度不断增大；12周后植入物完全被成熟的骨组织取代，缺损区抗压强度接近正常的骨组织。作者认为该复合人工骨是由rhbmp-2赋予珊瑚骨诱导能力，多孔的珊瑚则充当rhbmp-2的载体和释放系统，并为新骨的形成提供支架和空间，是一种较理想的骨移植替代材料。本新闻共2页,当前在第1页12
责任编辑：姚红祥
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