異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物治療骨折不愈合及骨缺損

1、異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物治療骨折不愈合及骨缺損*王 斌1，呂浩然2，王偉雄1，李 燊2 (廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院，1急診外科，2骨科，廣東省廣州市 510260)文章亮點(diǎn)：試驗(yàn)的特色在于首先提取患者自體髂骨紅骨髓分離間充質(zhì)干細(xì)胞并與骨形態(tài)發(fā)生蛋白共同培養(yǎng)，進(jìn)一步以異體皮質(zhì)人工骨為支架材料，同時(shí)導(dǎo)入骨形態(tài)發(fā)生蛋白和間充質(zhì)干細(xì)胞，通過人工合成方式制成人工骨復(fù)合物，經(jīng)手術(shù)植入骨缺損患處，通過X 射線等圖像分析觀察其誘導(dǎo)骨生長(zhǎng)情況，從而為解決骨缺損術(shù)后連接緩慢、成骨不足等難題提供一種方法。關(guān)鍵詞：生物材料；組織工程骨材料；異體人工骨；骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞；骨形態(tài)發(fā)生蛋白；移植；骨缺損；省級(jí)基金主題詞：生物相

2、容性材料；組織工程；干細(xì)胞；骨形態(tài)發(fā)生蛋白質(zhì)類基金資助：廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(2010B031100029)*摘要背景：異體皮質(zhì)干燥異體骨為多孔狀結(jié)構(gòu)，孔均勻且相互貫通，孔徑200 µm 左右，在形態(tài)結(jié)構(gòu)上與人類無機(jī)骨極為相似。目的：觀察應(yīng)用骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物治療骨折不愈合及骨缺損的臨床效果。方法：選擇33例創(chuàng)傷性骨缺損患者，其中男19例，女14例；年齡26-85歲。首先提取患者自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，進(jìn)一步以異體皮質(zhì)人工骨為支架材料，同時(shí)導(dǎo)入骨形態(tài)發(fā)生蛋白和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，通過人工合成方式制成骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物，

3、植入骨缺損處，每例植入人工骨復(fù)合物20-45 g。結(jié)果與結(jié)論：隨訪6個(gè)月-2.5年，根據(jù)Mankin及Komender等對(duì)同種異體骨移植結(jié)果的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，滿意32例，不滿意1例。復(fù)查X射線片示32例達(dá)骨性愈合，其中新鮮骨折愈合時(shí)間2-7個(gè)月，陳舊性骨折愈合時(shí)間4-9個(gè)月。同種異體松質(zhì)骨6-9周開始與自體骨融合爬行替代。1例感染性骨缺損移植后遲發(fā)性感染，去除內(nèi)固定及同種異體骨，置管沖洗、局部穩(wěn)定后再次植骨愈合，隨訪2年1個(gè)月骨感染未復(fù)發(fā)；1例鋼板松動(dòng)致骨折未愈合，再次行內(nèi)固定、自體骨移植后骨折愈合。表明應(yīng)用骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物治療骨折不愈合及骨缺損無明顯不良反應(yīng)，

4、修復(fù)效果良好。Allogeneic cortical bone complex for fracture nonunion and bone defects Wang Bin1, Lü Hao-ran2, Wang Wei-xiong1, Li Sheng2 (1Department of Emergency Surgery, 2Department of Orthopeadics, the Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510260, Guangdong Province,

5、 China)王斌，男，1973年生，河南省安陽市人，漢族，2008年西安交通大學(xué)畢業(yè)，博士，主任醫(yī)師，碩士生導(dǎo)師，主要從事脊柱脊髓損傷和骨創(chuàng)傷研究。 中圖分類號(hào):R318文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):2095-4344(2013)51-08821-06修回日期：2013-10-05(201306104/GW·W)Wang Bin, M.D., Chief physician, Masters supervisor, Department of Emergency Surgery, the Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical Un

6、iversity, Guangzhou 510260, Guangdong Province, China Accepted: 2013-10-05AbstractBACKGROUND: Dried allogeneic cortical bone has a porous structure, with uniform and interconnected holes at an aperture of about 200 m, and the morphological structure is very similar to human bone.OBJECTIVE: To study

7、the clinical effects of the compound graft of allogeneic cortical bone, bone marrow mesenchymal stem cells and bone morphogenetic protein in the treatment of fracture nonunion and traumatic bone defects. METHODS: Thirty-three patients with traumatic bone defects were enrolled, including 19 males and

8、 14 females, aged 26-85 years. First, autologous bone marrow mesenchymal stem cells were isolated and cultured. Then allogeneic cortical bone as scaffold material was implanted with bone marrow mesenchymal stem cells and bone morphogenetic protein to synthesize allogeneic cortical bone complex that

9、was grafted into bone defects (20-45 g per case). RESULTS AND CONCLUSION: All the patients were followed up for 6 months to 2.5 years. According to the Mankin and Komender standard evaluation of allogeneic bone transplantation, there were 32 cases with satisfaction and one case with dissatisfaction.

10、 The X-ray films at reexamination showed that 32 patients had bone healing, with fresh fracture healing time of 2-7 months and old fracture healing time of 4-9 months. The allogeneic cortical bone complex began to be fused with autologous bone through creeping substitution 6-9 weeks after transplant

11、ation. One case, which had delayed infection, had bone union by removing internal fixation, placing irrigating tube and grafting after local stability. During the follow-up of 25 months, no relapse was found. Another case had nonunion because of plate loosening, and received secondary internal fixat

12、ion and autogenous bone graft. The allogeneic cortical bone complex exhibits no evident side effects and is effective in the treatment of fracture nonunion and traumatic bone defects. Subject headings: biocompatible materials; tissue engineering; stem cells; bone morphogenetic proteinsFunding: the S

13、cientific Plan Program of Guangdong Province, No. 2010B031100029*Wang B, Lü HR, Wang WX, Li S. Allogeneic cortical bone complex for fracture nonunion and bone defects. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu. 2013;17(51):8821-8826.0 引言 Introduction骨缺損及不愈合的治療是外科難題之一，自體骨移植是治療骨缺損的金標(biāo)準(zhǔn)，但自體骨量有限，并且存在增加創(chuàng)傷、感染，易

14、致供區(qū)疼痛等并發(fā)癥，限制了其臨床應(yīng)用，同時(shí)也存在連接緩慢、成骨不足等問題1-2。有學(xué)者利用外固定系統(tǒng)結(jié)合經(jīng)骨折斷端注骨水泥或無水硫酸鈣骨泥，穩(wěn)定骨折斷端，搭建成骨細(xì)胞爬行橋梁，促進(jìn)骨缺損修復(fù)，但對(duì)于創(chuàng)傷性骨折而言，治療目的是骨折愈合，而目前應(yīng)用的大部分骨水泥或無水硫酸鈣骨泥都無法轉(zhuǎn)化為骨組織，因此其缺乏修復(fù)骨質(zhì)的生物學(xué)性能。有報(bào)道骨水泥灌注可發(fā)生肺栓塞等并發(fā)癥，盡管大多數(shù)是無癥狀的或發(fā)生的概率非常小，但一旦發(fā)生，可能是致命性的3-4。同種異體骨和異種骨來源豐富，在一定程度上避免了自體骨及骨水泥等替代物的缺點(diǎn)，但是其存在感染、疾病傳播、免疫排斥、骨吸收，干擾擾移植骨愈合，使愈合率低等問題，影響治

15、療效果。試驗(yàn)擬首先提取髂骨紅骨髓分離培養(yǎng)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，進(jìn)一步以異體皮質(zhì)人工骨為支架材料，同時(shí)導(dǎo)入骨形態(tài)發(fā)生蛋白和骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞，通過人工合成的方式制成骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物，經(jīng)手術(shù)植入骨缺損患處，通過CT、X 射線圖像分析及核素等觀察其誘導(dǎo)骨生長(zhǎng)情況，從而解決骨缺損術(shù)后連接緩慢、成骨不足等難題。1 對(duì)象和方法 Subjects and methods 設(shè)計(jì)：回顧性病例分析。時(shí)間及地點(diǎn)：于2011年6月至2013年3月在廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院完成。對(duì)象：病例納入標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)重粉碎性骨折及手術(shù)治療后出現(xiàn)骨不愈合需2次手術(shù)的病例作為此次研究對(duì)象，所有病例均在傷后2

16、周內(nèi)并確定無感染情況下進(jìn)行手術(shù)；對(duì)于骨干部粉碎性骨折選擇交鎖髓內(nèi)釘固定，關(guān)節(jié)內(nèi)粉碎性骨折采用解剖型鎖定鋼板固定，開放性粉碎性骨折采用單臂外固定架固定5。對(duì)于開放性骨折伴軟組織感染及全身多發(fā)臟器功能損傷、感染所致骨不連等病例則排出此次研究范圍。一般資料：本組納入患者33例，其中男19例，女14例，無合并損傷；年齡26-85歲，平均56.8歲。車禍傷16例，墜落傷6例，摔傷11例；其中內(nèi)固定失敗骨不愈合10例，嚴(yán)重粉碎性骨折13例，開放性骨折或感染性骨缺損5例，陳舊性骨折需矯形植骨5例；肱骨外科頸和肱骨干骨折5例，肱骨髁上髁間粉碎性骨折4例，股骨髁間髁上粉碎性骨折7例，脛骨開放(Gustilo、型

17、)粉碎性骨折5例，股骨干骨折5例，股骨轉(zhuǎn)子間骨折1例，脛骨平臺(tái)骨折6例。局限性骨缺損23例，范圍3 cm×3 cm× 2 cm-7 cm×4 cm×3 cm；整段骨缺損10例，范圍在2 cm以內(nèi)。異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物治療骨折不愈合及骨缺損試驗(yàn)的主要試劑及儀器：來源試劑及儀器Gibco公司Sigma公司廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院施樂輝trigen系列創(chuàng)生醫(yī)療器械有限公司康輝解剖型鎖定鋼板DMEM培養(yǎng)液胰酶液態(tài)骨形態(tài)發(fā)生蛋白、異體人工骨交鎖髓內(nèi)針單臂外固定架鋼板干預(yù)方法：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的培養(yǎng)6：用16號(hào)骨穿針自患者雙側(cè)髂前上棘及髂后上棘穿刺，抽取骨髓10-1

18、5 mL，采用多點(diǎn)穿刺方法，每個(gè)穿刺點(diǎn)抽取不超過5 mL。加入D-Hanks液搖勻，細(xì)胞懸液按11.5比例加到細(xì)胞分離液上層進(jìn)行密度梯度離心(2 500 r/min，20 min)。小心吸取富含有核細(xì)胞的中間細(xì)胞層(富含骨髓基質(zhì)細(xì)胞)，以D-Hanks液吹打洗滌細(xì)胞離心清除分離液后，分3份加入含有DMEM培養(yǎng)液(含體積分?jǐn)?shù)20%胎牛血清、10 mg/L谷胺酰胺)的細(xì)胞培養(yǎng)瓶中分別培養(yǎng)，7 d后換液，后每3 d換液1次，直至貼壁細(xì)胞鋪滿整個(gè)培養(yǎng)孔的底面。用0.25%胰酶消化傳代，并作細(xì)胞計(jì)數(shù)。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的鑒定：分離獲得的骨髓基質(zhì)細(xì)胞具有間充質(zhì)干細(xì)胞的一般生物學(xué)特性：細(xì)胞為典型的成纖維細(xì)胞樣

19、，呈漩渦狀貼壁生長(zhǎng)，體外擴(kuò)增至12代，細(xì)胞形態(tài)不發(fā)生明顯改變，高表達(dá)間質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記CD73(SH3，4)、CD105(SH2)、CD166，不表達(dá)造血細(xì)胞標(biāo)記CD34、CD45；在適宜的誘導(dǎo)條件下，能夠較為容易地分化為成骨細(xì)胞及脂肪細(xì)胞，且具有多向分化能力，由此初步鑒定分離培養(yǎng)的為骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞。骨形態(tài)發(fā)生蛋白與異體人工骨復(fù)合物的制備：于紫外線下照射消毒，無菌操作下在異體人工骨中加入液態(tài)骨形態(tài)發(fā)生蛋白，最終使骨形態(tài)發(fā)生蛋白的質(zhì)量濃度為 20 g/L。骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物的制備：分別在骨形態(tài)發(fā)生蛋白與異體人工骨復(fù)合物中加入上述培養(yǎng)的傳代3次以內(nèi)的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞

20、懸液，混勻。將細(xì)胞離心后去上清，使其懸浮于膠原骨形態(tài)發(fā)生蛋白-DMEM混合液中，調(diào)整細(xì)胞終濃度約為5×109 L-1。手術(shù)方法：對(duì)于骨折不愈合者清除骨折端瘢痕及硬化組織，對(duì)于新鮮骨折按照常規(guī)處理。復(fù)位時(shí)注意保持肢體長(zhǎng)度和力線，充分止血。均采用合適固定物，其中交鎖髓內(nèi)針固定4例(股骨干4例)，單臂外固定架固定6例(脛骨6例)，鋼板內(nèi)固定23例(其中肱骨干4例、肱骨髁上髁間粉碎性骨折4例、股骨髁間髁上粉碎性骨折8例、脛骨平臺(tái)7例)。骨折端缺損處植入骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物，植骨量為 20-45 g，平均26.5 g。根據(jù)術(shù)中出血情況放置引流管后逐層縫合。術(shù)后

21、處理：術(shù)后使用抗生素，根據(jù)傷口情況決定停藥時(shí)間，傷口按時(shí)換藥，抬高患肢，進(jìn)行促進(jìn)消腫，止血等對(duì)癥處理。術(shù)后引流量少于15 mL時(shí)拔除引流管，但不能超過72 h，積極指導(dǎo)患者功能鍛煉。對(duì)于不同患者實(shí)施不同功能鍛煉方法，遵循循序漸進(jìn)原則，將年齡、 骨折類型、穩(wěn)定程度、手術(shù)方法等因素考慮在內(nèi)。術(shù)后2周傷口拆線。下肢功能鍛煉方面主張盡早床上活動(dòng)，一般術(shù)后一二天即開始行被動(dòng)關(guān)節(jié)功能活動(dòng)及股四頭肌等長(zhǎng)收縮，根據(jù)X射線片示骨痂形成情況囑患者于術(shù)后3-5周開始拄雙拐下地，若骨質(zhì)疏松嚴(yán)重或不穩(wěn)定型骨折患者，拄拐下地時(shí)間可推遲一二周，術(shù)后10-12周骨折骨性愈合后囑患者逐漸棄拐活動(dòng)。上肢早期實(shí)行肩關(guān)節(jié)，肘關(guān)節(jié)，腕

22、關(guān)節(jié)等屈伸活動(dòng)。根據(jù)X射線片示骨痂形成情況囑患者于術(shù)后3-5周行階段性負(fù)重鍛煉。隨訪方式：所有病例術(shù)后2周后拆線后出院，出院后6周第1次復(fù)查，過3個(gè)月第2次復(fù)查，半年后第3次復(fù)查，1至1年半后第4次復(fù)查。每次復(fù)查拍正側(cè)位X射線片，觀察骨折愈合情況，骨痂生長(zhǎng)情況及植入骨有無吸收。體格檢查其功能活動(dòng)是否恢復(fù)，有無疼痛及畸形愈合。同種異體骨移植結(jié)果評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)Mankin等7及Komender等8對(duì)同種異體骨移植結(jié)果的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，將結(jié)果分為：滿意：術(shù)后傷口愈合良好，期間可出現(xiàn)一過性發(fā)熱和少量滲出；X射線片示植入骨無吸收；骨愈合最終完成；無腫瘤復(fù)發(fā)；肢體局部強(qiáng)度和功能恢復(fù)正?；蜉p度受限，無疼痛，日?；?/p>

23、動(dòng)恢復(fù)正常，無并發(fā)癥。不滿意：出現(xiàn)明顯排斥反應(yīng)，大量滲出，傷口延遲愈合或竇道形成；X射線片示植入骨超前吸收；肢體局部疼痛，日?；顒?dòng)受限；出現(xiàn)感染、骨不連等并發(fā)癥或腫瘤復(fù)發(fā)，骨不愈合，植骨取出、甚至截肢。主要觀察指標(biāo)：骨折愈合、骨痂生長(zhǎng)情況及植入骨吸收情況。 2 結(jié)果 Results2.1 參與者數(shù)量分析 按意向性分析處理，33例患者均進(jìn)入結(jié)果分析。2.2 隨訪時(shí)間 本組患者均獲隨訪，隨訪時(shí)間6個(gè)月- 2.5年，平均1.1年。2.3 同種異體骨移植結(jié)果及不良反應(yīng) 本組滿意32例；不滿意1例。32例切口均期愈合，未發(fā)生與植入物相關(guān)的不良反應(yīng)。切口換藥未見明顯異常，10-14 d拆線。有1例患者于術(shù)

24、后4 d出現(xiàn)發(fā)熱，體溫最高為 38.6 ，給予對(duì)癥處理無特殊。復(fù)查X射線片示32例達(dá)骨性愈合，其中新鮮骨折愈合時(shí)間2-6個(gè)月，平均4個(gè)月；陳舊性骨折愈合時(shí)間3-10個(gè)月，平均7.3個(gè)月。骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物6-9周開始與自體骨融合爬行替代。感染性骨缺損移植后遲發(fā)性感染1例，去除內(nèi)固定及骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物，置管沖洗、局部穩(wěn)定后再次植骨愈合，隨訪1.1年骨感染未復(fù)發(fā)。2.4 典型病例 病例1：63歲男性患者，因“摔傷致右肩部腫痛，活動(dòng)受限1 d”入院，入院查體：右肱骨近端腫脹，壓痛陽性，活動(dòng)受限，行右肩關(guān)節(jié)正斜位片示：右肱骨外科

25、頸粉碎性骨折，肱骨頭粉碎，關(guān)節(jié)面塌陷，骨缺損2 cm× 3 cm×3 cm。診斷為“右肱骨外科頸骨折”。經(jīng)骨折線植入骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物約40 g，直視下復(fù)位見其對(duì)位對(duì)線良好，取肱骨近端解刨鎖定鋼板牢靠固定。術(shù)后3 d復(fù)查X射線片見骨折對(duì)位對(duì)線良好，鋼板固定牢靠，螺釘長(zhǎng)短合適。出院后定期門診拍片復(fù)查。術(shù)后半年復(fù)查時(shí)可見肩關(guān)節(jié)活動(dòng)正常，拍片可見骨折骨性愈合，見圖1-3。注：右肱骨外科頸粉碎性骨折，肱骨頭粉碎，關(guān)節(jié)面塌陷。圖1 右肱骨外科頸骨折患者術(shù)前X射線正位片F(xiàn)igure 1 Preoperative anteroposterior X-r

26、ay film of fractures of the surgical neck of the right humerus 注：骨折對(duì)位對(duì)線良好，鋼板固定牢靠，螺釘長(zhǎng)短合適。圖2 右肱骨外科頸骨折患者植入骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物后3 d的X射線片F(xiàn)igure 2 X-ray film of fractures of the surgical neck of the right humerus at 3 d after transplantation of allogeneic cortical bone complex 注：肩關(guān)節(jié)活動(dòng)正常，可見骨折骨性愈合。圖3

27、 右肱骨外科頸骨折患者植入骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物半年后的X射線片F(xiàn)igure 3 X-ray film of fractures of the surgical neck of the right humerus at 6 mon after transplantation of allogeneic cortical bone complex 病例2：75歲女性患者，因“摔傷致左髖部腫痛，活動(dòng)受限半天”入院，入院查體：左髖部腫痛，活動(dòng)受限，左下肢外旋短縮畸形。行左髖關(guān)節(jié)正側(cè)位片顯示左股骨轉(zhuǎn)子間骨折(Evans分型：1型1度)9，診斷為“右股骨轉(zhuǎn)子間骨折”，考慮

28、到患者高齡，合并有骨折疏松癥，有骨折延遲愈合甚至骨不連可能，遂術(shù)中給予經(jīng)動(dòng)力髖螺釘近端主釘釘孔注入骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物約15 g。術(shù)后復(fù)查X射線片顯示骨折對(duì)位對(duì)線良好，內(nèi)固定牢靠；術(shù)后3 d指導(dǎo)患者行股四頭肌收縮活動(dòng)及踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)屈伸活動(dòng)，術(shù)后6周下地扶拐站立，術(shù)后8周行階段性負(fù)重鍛煉，術(shù)后12周復(fù)查X射線片見骨折愈合良好，骨折線消失，骨痂包裹骨折斷端并有連續(xù)骨小梁經(jīng)過骨折線處，見圖4，5。注：左股骨轉(zhuǎn)子間骨折(Evans分型：1型1度)。圖4 右股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者術(shù)前X射線片F(xiàn)igure 4 Preoperative X-ray film of right

29、 intertrochanteric fractures 注：骨折對(duì)位對(duì)線良好，內(nèi)固定牢靠。圖5 右股骨轉(zhuǎn)子間骨折患者植入骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物5個(gè)月的X射線片F(xiàn)igure 5 X-ray film of right intertrochanteric fractures at 5 mon after transplantation of allogeneic cortical bone complex 3 討論 Discussion目前臨床上通常通過植入修復(fù)材料來修復(fù)骨缺損或治療骨折不愈合，植入修復(fù)材料主要應(yīng)起以下作用：骨傳導(dǎo)作用：移植物主要幫助骨形成支架作用

30、，即以移植物為支架，使宿主的血管和細(xì)胞進(jìn)入植入物，形成新骨，移植物壞死被吸收并逐漸被新骨替代。誘導(dǎo)成骨作用。新鮮自體骨雖是最理想的植骨材料，其本身既具有誘導(dǎo)成骨作用又具有骨傳導(dǎo)功能，但自體骨量有限，且取骨會(huì)給患者帶來一些并發(fā)癥，同時(shí)也存在連接緩慢、成骨不足等問題。近年來同種異體骨的移植以其相容性好，彈性模量與自然骨相近而越來越受到重視。異體皮質(zhì)骨的形態(tài)、幾何形狀、生物力學(xué)強(qiáng)度與自體骨相似；有良好生物相容性；來源充足，經(jīng)過脫細(xì)胞、脫蛋白等處理，異體骨的抗原性進(jìn)一步降低；異體皮質(zhì)干燥異體骨為多孔狀結(jié)構(gòu)，孔均勻而相互貫通，孔徑200 µm 左右，因此在形態(tài)結(jié)構(gòu)上與人類無機(jī)骨極為相似。已證實(shí)

31、異體干燥骨經(jīng)取有機(jī)質(zhì)等處理后具有良好的生物相容性和骨親和性，無排斥反應(yīng)，同時(shí)異體骨為生物降解材料，當(dāng)植入骨缺損區(qū)可迅速引導(dǎo)宿主骨長(zhǎng)入干燥異體骨孔隙內(nèi)，其本身逐漸被降解，最終被新骨所替代，因而是一種理想的骨缺損修復(fù)材料10?；谏鲜鲈?，試驗(yàn)應(yīng)用異體骨結(jié)合含骨形態(tài)發(fā)生蛋白及骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的自體紅骨髓能誘導(dǎo)異位骨形成，這些骨形成和內(nèi)生骨化是相似的。此外，異體骨支架接種骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞能促進(jìn)骨愈合能力，在異位移植中也有成骨的特性，還有研究表明異體骨有良好誘導(dǎo)骨產(chǎn)生的特性，異體骨在軟組織中的組織相容性好，無炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，因此被廣泛應(yīng)用于研究中11。33例創(chuàng)傷性骨缺損患者臨床治療資料：病例序號(hào)性別年齡

32、(歲)疾病類型治療方式隨訪時(shí)間(月)骨折愈合時(shí)間(月)修復(fù)效果不良反應(yīng) 1男63肱骨外科頸骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定186滿意無 2女43脛骨中段骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定125滿意無 3男70肱骨干粉碎骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定305滿意無 4男34肱骨外科頸粉碎異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定125滿意無 5女29肱骨中下段骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定123滿意無 6男31肱骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定 92滿意無 7男76肱骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定164滿意無 8女77肱骨髁上骨折異體皮質(zhì)人

33、工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定155滿意無 9男57肱骨中段骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定166滿意無10男47肱骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定 93滿意無11女36股骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定 64滿意無12男42股骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定243滿意無13男44股骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定 93滿意無14女57股骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定 94滿意無15女31股骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定123滿意無16男49股骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定123滿意無1

34、7女55股骨髁上骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定164滿意無18男33股骨干骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定195滿意無19女57股骨干骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定179滿意無20男75股骨轉(zhuǎn)子間骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定 95滿意無21女44股骨干骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定124滿意無22男31股骨干骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定124滿意無23男29股骨干骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定125滿意無24男80脛骨粉碎性骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定167滿意無25女47脛骨粉碎性骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植

35、+合適內(nèi)固定125滿意無26女65脛骨粉碎性骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定244滿意無27女78脛骨粉碎性骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定304滿意無28男42脛骨平臺(tái)骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定199不滿意遲發(fā)型感染29男67脛骨平臺(tái)骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定 83滿意無30男85脛骨平臺(tái)骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定167滿意無31男34脛骨平臺(tái)骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定 95滿意無32女56脛骨平臺(tái)骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定163滿意無33女67脛骨平臺(tái)骨折異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物移植+合適內(nèi)固定204滿意無本

36、組術(shù)后32例達(dá)骨性愈合，雖未與自體骨移植作隨機(jī)對(duì)照，但愈合時(shí)間及臨床效果與文獻(xiàn)報(bào)道的自體骨移植有相同療效12。骨形態(tài)發(fā)生蛋白-骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞-異體皮質(zhì)人工骨復(fù)合物既可起到機(jī)械充填和新骨沉積的支架橋梁作用，又可互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同完成移植骨的爬行替代生長(zhǎng)過程，增強(qiáng)了促進(jìn)骨愈合和修復(fù)骨缺損的能力。而以天然或合成物為支架，以自身細(xì)胞為生長(zhǎng)中心，以生長(zhǎng)因子為生長(zhǎng)、分化促進(jìn)劑的組織工程骨正逐漸成為研究的熱點(diǎn)13-14。本課題組在細(xì)胞培養(yǎng)等基礎(chǔ)研究方面有比較多的經(jīng)驗(yàn)15-16，所以骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)比較成功。骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞是骨髓中的一種多功能細(xì)胞，具有自我增殖和多向分化潛能，可誘導(dǎo)分化為成骨細(xì)胞17。

37、由于它取材方便，培養(yǎng)方法相對(duì)簡(jiǎn)單，已被廣泛作為種子細(xì)胞用于骨折和骨缺損修復(fù)和重建。骨形態(tài)發(fā)生蛋白是存在于人體和動(dòng)物體內(nèi)的一種蛋白質(zhì)，是已經(jīng)被證實(shí)的干細(xì)胞合化誘導(dǎo)劑，能夠誘導(dǎo)未分化的骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化14，將骨形態(tài)發(fā)生蛋白植入骨壞死區(qū)域，可刺激新骨形成并且促進(jìn)骨髓細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槌晒羌?xì)胞15，從而促進(jìn)骨折愈合和骨缺損修復(fù)18。研究表明，骨形態(tài)發(fā)生蛋白沒有種的抗原性，同種和異種骨形態(tài)發(fā)生蛋白移植無明顯排斥反應(yīng)17。用共聚焦顯微鏡方法發(fā)現(xiàn)，骨形態(tài)發(fā)生蛋白使間充質(zhì)干細(xì)胞轉(zhuǎn)化的成骨細(xì)胞間通訊水平增強(qiáng)；流式細(xì)胞儀檢測(cè)出進(jìn)入增殖期的成骨細(xì)胞比例顯著增加。盡管骨形態(tài)發(fā)生蛋白具有較強(qiáng)骨誘導(dǎo)活性，但

38、臨床未推廣普及，主要有以下因素限制其應(yīng)用：骨形態(tài)發(fā)生蛋白誘導(dǎo)成骨的效果在骨修復(fù)中的作用已為眾多學(xué)者所公認(rèn)，但是如果將骨形態(tài)發(fā)生蛋白單獨(dú)植入骨缺損區(qū)域，其將很快彌散，并不能在局部起到很有效的誘導(dǎo)成骨作用；骨形態(tài)發(fā)生蛋白在骨組織中含量甚微，提取困難；基因工程重組骨形態(tài)發(fā)生蛋白技術(shù)復(fù)雜，成本價(jià)格昂貴；外源骨形態(tài)發(fā)生蛋白體內(nèi)吸收快，半衰期短，難以達(dá)到治療效果。異體骨結(jié)合含骨形態(tài)發(fā)生蛋白及骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的自體紅骨髓能誘導(dǎo)異位骨形成，并且這些骨形成過程和內(nèi)生骨化是相似的19-20。作者貢獻(xiàn)：第一作者進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)實(shí)施為全部作者，實(shí)驗(yàn)評(píng)估為第三作者，資料收集為第一作者，第一作者成文，第二作者審校，第一

39、作者對(duì)文章負(fù)責(zé)。利益沖突：課題未涉及任何廠家及相關(guān)雇主或其他經(jīng)濟(jì)組織直接或間接的經(jīng)濟(jì)或利益的贊助。倫理要求：參與實(shí)驗(yàn)的患病個(gè)體及其家屬自愿參加，所有患者均應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過程完全知情同意，在充分了解治療方案的前提下簽署“知情同意書”；臨床實(shí)驗(yàn)參研人員具有專業(yè)技術(shù)職稱，具有豐富的臨床經(jīng)驗(yàn)，勝任骨科手術(shù)。學(xué)術(shù)術(shù)語：骨誘導(dǎo)性-是材料直接誘導(dǎo)間充質(zhì)細(xì)胞分化為骨原細(xì)胞、成骨細(xì)胞，進(jìn)而形成骨組織的性能。具有骨誘導(dǎo)性的材料即使在非骨環(huán)境中也具有激發(fā)骨生成的能力，通常通過異位植入，即非骨環(huán)境植入是否能成骨來判斷一種材料是否具有骨誘導(dǎo)性。作者聲明：文章為原創(chuàng)作品，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，內(nèi)容不涉及泄密，無一稿兩投，無抄襲，無內(nèi)容剽竊

40、，無作者署名爭(zhēng)議，無與他人課題以及專利技術(shù)的爭(zhēng)執(zhí)，內(nèi)容真實(shí)，文責(zé)自負(fù)。4 參考文獻(xiàn) References1 San Julian M,Valenti A. Bone transplant.An Sist Sanit Navar. 2006; 29 Suppl 2:125-136.2 田長(zhǎng)慶,李振宇,周文鈺,等.同種異體骨與自體骨混合移植在脊柱融合中的應(yīng)用J.中國(guó)修復(fù)重建外科雜志,2009,23(5):517-519.3 Miura Y,Imagama S,Yoda M,et al.Is local bone viable as asource of bone graft in posterio

41、r lumbar interbody fusion.Spine (Phila Pa 1976).2009;28(20):2386-2389.4 Ebelke DK,Asher MA,Neff JR,et al.Survivorship analysis of VSP spine instrumentation in the treatment of thoracolumbar and lumbar burst fractures.Spine (Phila Pa 1976).2009;16 (8 Suppl):S428-432.5 Menon DK,Dougall TW,Pool RD,et a

42、l.Augmentative Ilizarov external fixation after failure of diaphyseal union with intramedullary nailing.J Orthop Trauma.2012;16:491-497.6 滕勇,徐建麗,李旭升,等.人骨髓基質(zhì)干細(xì)胞的單細(xì)胞克隆培養(yǎng)與鑒定J.中國(guó)組織工程研究,2012,16(10):1742-1747.7 Mankin HJ,Gebhardt MC,Tomford WW.The use of frozen cadaveric allografts in the management of pa

43、tients with bone tumors of the extremities.Orthop Clin North Am.1987;18(2): 275-289.8 Komender J,Malczewska H,Komender A.The rapeutic effects of transplantation of lyophilized and radiation-sterilized, allogeneic bone. Clin Orthop Relat Res.1991;(272):38-49.9 朱江濤,衛(wèi)小春.股骨粗隆間骨折分型J.實(shí)用骨科雜志,2007, 13(7):41

44、0-41310 Lacerda SA,Lanzoni JF,Bombonato-Prado KF,et al. Osteogenic potential of autogenous bone associated with bone marrow osteoblastic cells in bony defects: a histomorphometric study.Implant Dent.2009;18(6):521-529.11 Veis A,Kougias K,Tsirlis A,et al.Evaluation of the osteogenic potential in experimental defects, with and without bone marrow, in the rabbit tibia: a pilot study.Int J Oral Maxillofac Implants.2009;24(6):1