骨伤科论文
3. 2 异种骨与骨形态蛋白重组
骨形态蛋白 （bone morphogenetic protein,BMP）是由两相同条肽链构成的二聚体， 包含多个功能各异的亚型。 其中 BMP2、BMP4、BMP6、BMP7、BMP9具有成骨潜能， 其成骨作用关键在于诱导间质干细胞向前成骨细胞分化，BMP 是惟一能够使未分化骨细胞分化为成骨细胞和成软骨细胞的细胞因子。
Long 等[16]将牛松质骨与牛骨形态蛋白组成重组异种骨， 对其分析发现其具有良好的生物力学性能和骨诱导性能，且无明显免疫学反应。 但 BMP 在骨组织中含量极低、提纯过程费时费力，目前应用基因重组技术进行人工合成的 rhBMP2 和 rhBMP7 已进行商业化应用。 Francis 等[17]分析 55 例牙槽骨缺损修补手术中应用 BMP 重组异种骨与自体髂骨移植的资料，结果显示 BMP 重组异种骨在临床效果、影像学表现及术后感染发生率方面均优于自体髂骨，且由于缩短手术时间未增加总体花费。
3. 3 异种骨与 PRP 重组
血小板可分泌多种促进骨生成细胞因子， 如转化生长因子的两个亚分类 TGFβ1 和 TGFβ2、血管内皮生长因子以及上皮生长因子等。 将新鲜全血经分离浓缩后获得富血小板血浆 （platelet rich plasma,PRP）， 其血小板浓度可达全血几倍至十几倍，PRP与骨支架材料复合理论上可以促进骨质生成。 PRP来自自身血液不仅容易获得制作简便价格低廉而且几乎没有安全隐患， 并且其中的生长因子等生物活性因子的比例最接近人体， 生长因子之间协同作用最佳[18].但其确切效果尚未取得一致意见。Park 等[19]
以兔颅骨缺损为实验模型，将 PRP 与支架材料植入骨缺损处， 结果发现与单纯植入支架材料的对照组相比，实验组骨再生明显增加。 但 Yoon 等[20]同样以兔颅骨缺损为实验模型，以 Bio-Oss 复合 PRP,结果发现其促进骨生成作用不明显。 S觃nchez 等[21]
认为PRP（富血小板血浆）只在一个较小的浓度范围内具有促进骨质生成作用， 即其浓度在 1 000 000/μl 效果较佳，低于此浓度时其促进骨生成作用不甚明显，而浓度过高时骨生成有抑制作用。
4 异种骨血管化
血供是组织获得氧气与营养的必须条件， 依靠分子扩散对骨营养的供应深度在 100~200 μm,异种骨材料置入体内后血管化是其与周围骨组织融合的起始及关键环节。如仅依靠周围血管自然长入，对于单纯异种骨置入材料来说无疑会延长其融合时间，对于重组异种骨来说则会使其临床效果大大折扣。因此，应采取有力措施促进异种骨血管化进程。
4. 1 原位异种骨血管化
原位异种骨血管化是指将 VEGF、PDGF 及 EGF等生长因子与异种骨材料复合后置入体内， 从而促进异种骨血管化进程。目前主要有 2 种方法：将生长因子与异种骨颗粒复合植入体内， 此时生长因子释放及讲解均较快速，起效作用时间短暂；生长因子包埋如胶囊内可达到长期缓慢释放的目的。 Yoon 等[20]利用富血小板纤维蛋白促进了局部血管结构的快速生长。与未复合富血小板纤维蛋白的移植物相比，加入富血小板纤维蛋白后血管化速度及新生骨的生产速度均明显增加。此外，干细胞复合异种骨材料后同样可以促进血管化。 殷剑等[22]
将兔自体脂肪干细胞直接置于植骨周围， 与对照组相比，CT 扫描发现实验组血供及代谢未见明显改善。 该技术与其他血管化技术相比具有操作技术相对简单、 可行度高及不对机体造成损伤等优点，但其血管化由外向内，进程相对缓慢。
4. 2 异位骨血管化
异位血管化将异种骨材料预先植入体内血供丰富的部位如皮下或肌肉内， 使得局部血管从异种骨骨组织表面长入。 杨佩等[23]
将脂肪干细胞与支架材料复合后置入鼠股四头肌肌袋内， 术后 2、4 周进行组织学检测织发现支架孔隙中均长入大量血管，并有小动脉长入。 但此时血管的生成部位等完全随机进行不受人为控制， 置入骨缺损部位时血管吻合较为困难。 另一种方法是将局部组织内血管等包埋入异种骨组织内，可选择动脉、静脉或动静脉回路作为其血供来源。待血管长入异种骨组织后，将此骨与血管一起移植到骨缺损部位。Matsuda 等[24]利用脂肪干细胞与支架材料构成组织工程骨， 通过中空管道包埋小鼠股动静脉环路， 结果在数周后发现血管网长入支架内。尽管该法血管化作用较为理想，但是不可避免的对局部血供造成破坏，可能引发缺血、血栓等不良后果。
4. 3 体外预血管化
体外预血管化是利用血管内皮细胞与异种骨材料体外混合培养， 血管内皮细胞在体外培养后生成新血管。 此外血管内皮细胞可促进骨先质细胞向成骨细胞分化， 因此对局部骨组织生产亦有一定促进作用。Rouwkema 等[25]首次利用骨原细胞和内皮细胞在骨架材料上培养出血管结构该体系的优点在于骨原细胞可分泌较大量的 VEGF, 从而促进血管内皮细胞增殖分化；而内皮细胞通过分泌 IGF-1、BMP-2等骨生成因子促进骨原细胞的生长分化。 此外共培养体系内还需加入平滑肌细胞和周皮细胞， 只有上述 3 种细胞复合在一起方能生产有功能的血管结构。 经过预血管化后植入体内的骨支架材料的血管化速度明显增加。除血管内皮细胞外，具有多向分化潜能的间充质干细胞亦可分化为血管内皮细胞。
Koob 等[26]将间皮干细胞以及内皮细胞与骨支架材料在体外共培养后置入鼠颅骨缺损模型， 发现间皮干细胞具有稳定内皮细胞形成初始血管结构的作用。 体外构造血管网是一种非常理想的骨组织工程方法，该方法前景广阔但难度大，目前尚处于实验探究阶段。
5 展望
异种骨材料经脱抗原， 与细胞因子重组进一步血管化后可在体内发挥优异的效果。 目前异种骨材料的脱抗原制备已取得了良好成绩， 短时期内很难取得更大提升； 而将异种骨材料重组及置入体内后血管化方兴未艾，是当前研究的突破热点。综合利用各种细胞因子赋予异种骨材料骨诱导性的同时使其快速再血管化是当前研究未曾克服的难点， 同样这也是未来异种骨材料的发展方向。 未来研究重点应为异种骨支架与多种细胞因子及细胞成分进行重组， 并协调其相互作用以及与机体局部微环境的相互作用，使得骨组织再生与血管化协调进行，最终达到类似自体骨移植修复骨缺损的临床效果。
参考文献
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