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可注射生物活性玻璃支架修复兔膝关节软骨缺损

Repair of rabbit articular cartilage defect by a novel injectable bioactive glass scaffold

摘要:

目的 通过比较不同方法对兔膝关节软骨缺损的修复效果,探讨一种新型生物活性玻璃支架对关节软骨的修复能力.方法 应用成分为10.8%P2O5-54.2%SiO2-35%CaO(PSC)的生物活性玻璃粉末、壳聚糖溶液(chitosan solution,CS)以及半水硫酸钙(calcium sulfate hemihydrate,CSH)制得PSC/CS骨水泥,经模具定型得到支架材料.将18只新西兰大白兔随机分为对照组、生物活性玻璃(bioactiveglass,BG)组及加入TGF-β1因子的TGF-β1组.制作双膝关节软骨缺损模型,对照组不予任何处理,BG组和TGF-β1组分别放置两种支架材料.于术后6周及12周分别取材,进行大体观察、HE染色、甲苯胺蓝染色、番红O染色及Ⅱ型胶原免疫组化等的对比观察.依照国际软骨修复协会(International Cartilage Repair Society,ICRS)评分及Wakitani评分定量评价软骨修复的效果.结果 术后6周,对照组与BG组的大体观察无明显差异,而TGF-β1组的大体观察优于其他两组,并且其ICRS评分(4.67±0.52)分优于BG组(2.83±0.75)分,差异有统计学意义(t=-2.817,P=0.015);组织学染色比较,三组间均差异无统计学意义;对照组Wakitani评分(13.67±0.52)分,BG组(13.83±0.41)分,TGF-β1组(13.33±1.03)分的差异均无统计学意义.术后12周对照组与BG组的大体观察依然无明显差异,而TGF-β1组的大体观察显著优于其他两组,ICRS评分(9.01±0.63)分也明显较高(对照组vs TGF-β1组:t=-2.289,P=0.022;BG组vsTGF-β1组:t=-2.326,P=0.020);组织学染色结果TGF-β1组的阳性染色程度同样较高,Wakitani评分(6.50±1.38)分显著低于对照组(9.83±1.33)分和BG组(9.51±1.05)分TGF-β1组,差异均有统计学意义(对照组vs TGF-β1组:t=-2.771,P=0.007;BG组vs TGF-β1组:t=-2.756,P=0.006),并且新生组织的染色程度与Ⅱ胶原表达程度与正常软骨相近.结论 单纯PSC/CS生物活性玻璃支架不具有良好的修复软骨缺损能力,而添加TGF-β1的PSC/CS支架可促进膝关节软骨缺损的修复,新生组织接近正常软骨.

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作者: 刘冰川 [1] 任辉辉 [1] 祝腾蛟 [1] 李爱玲 [1] 周方 [1] 田耘 [1] 邱东 [1]
作者单位: 北京大学第三医院 100089 [1]
期刊: 《中华骨科杂志》2019年39卷10期 613-621页 ISTICPKUCSCDCA
栏目名称: 基础研究
DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-2352.2019.10.004
发布时间: 2019-07-02
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