三种不同生物材料在大鼠人造腭裂模型中成骨能力的比较

摘要

背景:腭部特殊的生理解剖特点影响腭裂手术修复效果，而且诸多并发症的出现也使得手术效果低于预期。所以利用有效可靠的动物实验模型来近一步研究和探讨腭裂治疗方法的相关问题有着积极的意义。本研究通过外科手术方法建立标准化的稳定的大鼠腭裂动物模型，进一步研究不同骨修复材料对腭裂的修复作用。
　　 目的:1、通过外科手术人工造裂建立标准化大鼠腭裂模型，并探讨其在骨缺损畸形治疗方法的实验研究中应用的可行性及科学性。
　　 2、比较胶原、羟基磷灰石(HAP)以及胶原-羟基磷灰石（胶原骨粉）复合重组入骨形成蛋白-2(rhBMP-2)三组生物材料在腭裂骨缺损畸形上的成骨能力。
　　 方法:1、建立稳定的标准化大鼠腭裂模型。将25只4周龄雄性SD大鼠随机分成a、b、c、d、e五组。外科手术方法在大鼠腭部软硬腭交界处沿硬腭中线向前延伸形成长4mm、宽分别为0.7mm、0.9mm、1.1mm和1.3mm的人造腭裂，e组为空白对照组。术后12周观察腭裂处骨组织的修复情况，通过对标本大体观察及HE组织染色的分析，确定大鼠腭裂缺损临界性骨缺损值(criticalsizedefect，CSD)，即:标准缺损。
　　 2、将30只4周龄雄性SD大鼠随机分成A、B、C三组。用外科手术方法在各组大鼠腭部形成标准缺损的大鼠腭裂模型。A组大鼠腭裂处填充单纯胶原支架材料，B组大鼠腭裂处充填HAP支架材料，C组大鼠腭裂处充填胶原骨粉/rhBMP-2复合支架材料。并且在取材前14天、3天分别进行盐酸四环素的皮下注射，12周后标本采集。(1)通过MicroCT观察骨体积分数、骨小梁数量、骨小梁宽度及骨小梁分离度来检测各组大鼠腭裂处充填不同修复材料后，骨组织的修复情况;(2)通过四环素双荧光实验检测充填不同的修复材料后，腭裂裂隙宽度的变化及成骨速率的差异。
　　 结果:1、大鼠腭裂模型的建立及标准缺损的确定。(1)大体观察:实验动物术后一般情况良好。(2)取材后裂隙宽度测量结果显示本实验建立的单纯大鼠腭裂模型可以模拟人类腭裂的临床表现，且12周后宽度为1.1mm、1.3mm组裂隙没有愈合趋势，但1.3裂隙组死亡例数增多。(3)HE染色结果及大体标本观察结果:与空白对照组比较，初始腭裂宽度为1.1mm的c组大鼠腭板正中大量骨组织丧失，断裂处亦没有软组织覆盖。腭裂深达鼻腔，无鼻腔粘膜覆盖。整个裂隙仍保持全层贯通缺损状态，因此确定大鼠腭裂标准缺损宽度为1.1mm。
　　 2、三类生物支架材料在标准缺损大鼠腭裂模型中的成骨能力研究结果。(1)MicroCT结果分析:①三组材料骨体积分数比较，胶原骨粉/rhBMP-2复合材料组(33.25％)＞HAP组(20.84％)＞胶原组(11.06％)，且各组之间比较有统计学差异(p＜0.05)。②统计结果显示，胶原骨粉/rhBMP-2复合材料组骨小梁平均宽度明显大于另外两个单一材料组（C组＞A组＞B组），C组分别为A、B组的175％和350％，且各组之间比较有统计学差异(p＜0.05);而骨小梁分离度明显小于另外两个单一材料组（C组＜A组＜B组），C组分别为A、B组的73％和27％，且各组之间比较有统计学差异(p＜0.05)。而A、B两组之间的这些指标的比较，暂不能确定那组更优。(2)四环素双荧光带间距及成骨速率统计学结果显示，三类生物支架材料的成骨速率之间均有统计学差异，而充填了胶原骨粉/rhBMP-2复合物组的成骨速率比两个单一材料组都快(p＜0.05)。
　　 结论:1、用外科手术人工造裂方法建立的大鼠腭裂模型是可靠的，且当裂隙长度为4mm、宽度为1.1mm时，为大鼠腭裂模型的标准缺损。
　　 2、复合材料胶原骨粉/rhBMP-2的成骨能力明显优于胶原或HAP的单一生物材料。

目录

声明

摘要

前言

材料和方法

1、实验动物及材料

1．1 实验动物

1．2 实验试剂

1．3 仪器设备

1．4 主要溶液的配制

2、实验方法

2．1 大鼠腭裂模型的建立

2．2 在标准化腭裂模型上观察三种生物支架材料的成骨作用

2．3 标本的处理

2．4、Micro CT扫描骨三维重建

2．5、四环素荧光染色

2．6 HE染色步骤

结果

1 大鼠腭裂模型的建立及标准缺损的确定

1．1、实验动物术后一般情况

1．2、裂隙宽度精确测量结果

1．3、HE染色结果

2 三类生物支架材料在标准缺损大鼠腭裂模型中的成骨作用结果

2．1、Micro CT扫描与三维重建结果分析

2．2、四环素荧光染色结果

讨论

1 大鼠建立腭裂模型的优势与意义

2 骨形成蛋白的成骨机制

3 复合支架材料的成骨优势

结论

参考文献

综述

附录

致谢