骨外科学专业优秀论文骨外科学专业优秀论文 重组人骨形态形成蛋白重组人骨形态形成蛋白-2-2 缓释体预防人工缓释体预防人工关节无菌性松动实验研究关节无菌性松动实验研究关键词：关键词：RhBMP-2RhBMP-2 缓释体缓释体 人工关节人工关节 无菌性松动无菌性松动 溶骨性细胞因子溶骨性细胞因子摘要：本研究分为三部分： 第一部分 微米级磨损微粒刺激溶骨性细胞因子 表达的实验研究 目的：建立大鼠人工关节无菌性松动 air pouch 模型，观察 钛合金和超高分子量聚乙烯两种微米级磨损微粒在模型体内的生物反应，比较 其对溶骨性细胞因子表达的影响。 方法：大鼠背部皮下注射过滤后的空气 3ml，每 2 天 1 次，共 6 次。1 周后，囊腔内分别注射微粒悬液（A 组为钛合金， B 组为超高分子量聚乙烯）和生理盐水（C 组） 。1 周后取囊腔组织称重，进行 肉眼及光镜下观察，测定血清 AKP 含量，免疫组化法检测 IL6 及 TNF 的 表达，实时定量（realtime）PCR 法检测细胞外基质金属蛋白酶诱导因子 （EMMPRIN）的 mRNA 含量。 结果：肉眼观察囊腔组织位于皮下，有明显的境 界，约蚕豆大小。表面可以见到增生的小血管，部分区域可见纤维状组织，类 似于无菌性松动假体周围的界膜组织。B 组囊腔组织重量明显高于 C 组 （Plt;0.05） 。光镜下，实验组可见大量吞噬细胞，而对照组未见明显组 织细胞反应。实验组血清 AKP 含量均明显高于对照组（Plt;0.05） 。实验 组 IL6 的表达均高于对照组，且 B 组高于 A 组。实验组 EMMPRIN 的 mRNA 含量 均高于对照组。 结论：大鼠 air pouch 模型能够代表人工关节无菌性松动的 组织学和生物学特性，是人工关节无菌性松动机制研究中较为理想的动物模型。 钛合金和超高分子量聚乙烯微粒均能引起组织学反应，刺激溶骨性细胞因子的 产生及活性升高，诱导溶骨反应，形成人工关节无菌性松动。 第二部分 RhBMP2 缓释体在大鼠 air pouch 中生物学反应实验研究 目的：观察 rhBMP2 缓释体在大鼠皮下 air pouch 中的生物学反应，探讨 rhBMP2 促进 成骨及抑制骨溶解的生物活性的可能机制。 方法：于鼠背部皮下注射过滤后 的空气 3ml，每 2 天 1 次，共 6 次。1 周后，分别于囊腔内注射 rhBMP2 缓释 体悬液（A 组）和生理盐水（B 组） 。分别于 1 和 2 周后取囊腔组织称重，进行 肉眼及光镜下观察，测定血清 AKP 含量，免疫组化法检测 IL6 及 TNF 的 表达，realtime PCR 法检测 EMMPRIN 的 mRNA 含量，以及 Western blotting 法测定 EMMPRIN 的蛋白表达。 结果：肉眼观察囊腔组织表面可以见到增生的 小血管，部分区域可见纤维状组织，类似于无菌性松动假体周围的界膜组织。 其中 A 组囊腔组织增厚，内含韧性较大的小结节，是骨组织形成。A 组第 2 周 囊腔组织的重量与 A 组第 1 周及 B 组相比，差别具有显著意义 （Plt;0.05） 。光镜下，A 组与 B 组均未见明显组织细胞反应。A 组第 1 周 血清 AKP 含量与 A 组第 2 周及 B 组相比，差别具有显著意义（Plt;0.05） ， A 组第 2 周较 B 组略低。A 组 IL6 的表达低于 B 组。A 组 EMMPRIN 的 mRNA 含 量明显低于 B 组，而且第 2 周含量小于第 1 周。A 组 EMMPRIN 的蛋白表达明显 低于 B 组，而且第 2 周含量小于第 1 周。 结论：RhBMP2 缓释体一方面可 能刺激成骨/成骨样细胞的趋化性，调节整合素的表达，加速细胞增殖速度，使 成骨细胞整合到 ECM 成分，从而促进新骨的形成；另一方面抑制了溶骨性细胞 因子的产生及活性，从而抑制溶骨反应。实验结果为 rhBMP2 用于人工关节松 动的早期预防提供了可能。 第三部分 RhBMP2 缓释体预防人工关节无菌性松动的可行性研究 目的：用 rhBMP2 缓释体早期干预大鼠人工关节无菌性 松动模型，研究 rhBMP2 促进成骨，抑制微米级磨损微粒介导的溶骨性细胞因 子表达，从而抑制骨溶解的生物活性，探讨其早期应用预防人工关节无菌性松 动的可行性。 方法：于鼠背部皮下注射过滤后的空气 3ml，每 2 天 1 次，共 6 次。1 周后，分别于注射了钛合金和超高分子量聚乙烯微粒的囊腔内注射 RhBMP2 缓释体悬液和生理盐水。分别于 1 和 2 周后取囊腔组织称重，进行肉 眼及光镜下观察，测定血清 AKP 含量，免疫组化法检测 IL6 及 TNF 的表 达，realtime PCR 法检测 EMMPRIN 的 mRNA 含量，以及 Western blotting 法 测定 EMMPRIN 的蛋白表达。 结果：肉眼观察囊腔组织有明显的境界，约蚕豆 大小。实验组 A、C 组囊腔组织增厚，内含韧性较大的小结节，是骨组织形成。 各组第 2 周囊腔组织的重量与第 1 周对比差异具有显著意义（Plt;0.05） 。 光镜下，A 组与 C 组均未见明显组织细胞反应，对照组 B、D 组可见大量吞噬细 胞。A 组血清 AKP 含量与 B 组，C 组血清 AKP 含量与 D 组不同时间段相比，差异 均具有显著意义（Plt;0.05） 。A 组 IL6 的表达低于 B 组，C 组 IL6 的 表达低于 D 组。A 组 EMMPRIN 的 mRNA 含量明显低于 B 组，C 组明显低于 D 组， 而且第 2 周含量小于第 1 周。A 组 EMMPRIN 的蛋白表达明显低于 B 组，C 组明显 低于 D 组，而且第 2 周含量小于第 1 周。 结论： RhBMP2 缓释体一方面促 进新骨的形成，另一方面抑制微米级磨损微粒介导的溶骨性细胞因子表达，早 期应用 RhBMP2 预防人工关节无菌性松动是可行的。正文内容正文内容本研究分为三部分： 第一部分 微米级磨损微粒刺激溶骨性细胞因子表 达的实验研究 目的：建立大鼠人工关节无菌性松动 air pouch 模型，观察钛 合金和超高分子量聚乙烯两种微米级磨损微粒在模型体内的生物反应，比较其 对溶骨性细胞因子表达的影响。 方法：大鼠背部皮下注射过滤后的空气 3ml，每 2 天 1 次，共 6 次。1 周后，囊腔内分别注射微粒悬液（A 组为钛合金， B 组为超高分子量聚乙烯）和生理盐水（C 组） 。1 周后取囊腔组织称重，进行 肉眼及光镜下观察，测定血清 AKP 含量，免疫组化法检测 IL6 及 TNF 的 表达，实时定量（realtime）PCR 法检测细胞外基质金属蛋白酶诱导因子 （EMMPRIN）的 mRNA 含量。 结果：肉眼观察囊腔组织位于皮下，有明显的境 界，约蚕豆大小。表面可以见到增生的小血管，部分区域可见纤维状组织，类 似于无菌性松动假体周围的界膜组织。B 组囊腔组织重量明显高于 C 组 （Plt;0.05） 。光镜下，实验组可见大量吞噬细胞，而对照组未见明显组 织细胞反应。实验组血清 AKP 含量均明显高于对照组（Plt;0.05） 。实验 组 IL6 的表达均高于对照组，且 B 组高于 A 组。实验组 EMMPRIN 的 mRNA 含量 均高于对照组。 结论：大鼠 air pouch 模型能够代表人工关节无菌性松动的 组织学和生物学特性，是人工关节无菌性松动机制研究中较为理想的动物模型。 钛合金和超高分子量聚乙烯微粒均能引起组织学反应，刺激溶骨性细胞因子的 产生及活性升高，诱导溶骨反应，形成人工关节无菌性松动。 第二部分 RhBMP2 缓释体在大鼠 air pouch 中生物学反应实验研究 目的：观察 rhBMP2 缓释体在大鼠皮下 air pouch 中的生物学反应，探讨 rhBMP2 促进 成骨及抑制骨溶解的生物活性的可能机制。 方法：于鼠背部皮下注射过滤后 的空气 3ml，每 2 天 1 次，共 6 次。1 周后，分别于囊腔内注射 rhBMP2 缓释 体悬液（A 组）和生理盐水（B 组） 。分别于 1 和 2 周后取囊腔组织称重，进行 肉眼及光镜下观察，测定血清 AKP 含量，免疫组化法检测 IL6 及 TNF 的 表达，realtime PCR 法检测 EMMPRIN 的 mRNA 含量，以及 Western blotting 法测定 EMMPRIN 的蛋白表达。 结果：肉眼观察囊腔组织表面可以见到增生的 小血管，部分区域可见纤维状组织，类似于无菌性松动假体周围的界膜组织。 其中 A 组囊腔组织增厚，内含韧性较大的小结节，是骨组织形成。A 组第 2 周 囊腔组织的重量与 A 组第 1 周及 B 组相比，差别具有显著意义 （Plt;0.05） 。光镜下，A 组与 B 组均未见明显组织细胞反应。A 组第 1 周 血清 AKP 含量与 A 组第 2 周及 B 组相比，差别具有显著意义（Plt;0.05） ， A 组第 2 周较 B 组略低。A 组 IL6 的表达低于 B 组。A 组 EMMPRIN 的 mRNA 含 量明显低于 B 组，而且第 2 周含量小于第 1 周。A 组 EMMPRIN 的蛋白表达明显 低于 B 组，而且第 2 周含量小于第 1 周。 结论：RhBMP2 缓释体一方面可 能刺激成骨/成骨样细胞的趋化性，调节整合素的表达，加速细胞增殖速度，使 成骨细胞整合到 ECM 成分，从而促进新骨的形成；另一方面抑制了溶骨性细胞 因子的产生及活性，从而抑制溶骨反应。实验结果为 rhBMP2 用于人工关节松 动的早期预防提供了可能。 第三部分 RhBMP2 缓释体预防人工关节无菌性 松动的可行性研究 目的：用 rhBMP2 缓释体早期干预大鼠人工关节无菌性 松动模型，研究 rhBMP2 促进成骨，抑制微米级磨损微粒介导的溶骨性细胞因 子表达，从而抑制骨溶解的生物活性，探讨其早期应用预防人工关节无菌性松 动的可行性。 方法：于鼠背部皮下注射过滤后的空气 3ml，每 2 天 1 次，共6 次。1 周后，分别于注射了钛合金和超高分子量聚乙烯微粒的囊腔内注射 RhBMP2 缓释体悬液和生理盐水。分别于 1 和 2 周后取囊腔组织称重，进行肉 眼及光镜下观察，测定血清 AKP 含量，免疫组化法检测 IL6 及 TNF 的表 达，realtime PCR 法检测 EMMPRIN 的 mRNA 含量，以及 Western blotting 法 测定 EMMPRIN 的蛋白表达。 结果：肉眼观察囊腔组织有明显的境界，约蚕豆 大小。实验组 A、C 组囊腔组织增厚，内含韧性较大的小结节，是骨组织形成。 各组第 2 周囊腔组织的重量与第 1 周对比差异具有显著意义（Plt;0.05） 。 光镜下，A 组与 C 组均未见明显组织细胞反应，对照组 B、D 组可见大量吞噬细 胞。A 组血清 AKP 含量与 B 组，C 组血清 AKP 含量与 D 组不同时间段相比，差异 均具有显著意义（Plt;0.05） 。A 组 IL6 的表达低于 B 组，C 组 IL6 的 表达低于 D 组。A 组 EMMPRIN 的 mRNA 含量明显低于 B 组，C 组明显低于 D 组， 而且第 2 周含量小于第 1 周。A 组 EMMPRIN 的蛋白表达明显低于 B 组，C 组明显 低于 D 组，而且第 2 周含量小于第 1 周。 结论： RhBMP2 缓释体一方面促 进新骨的形成，另一方面抑制微米级磨损微粒介导的溶骨性细胞因子表达，早 期应用 RhBMP2 预防人工关节无菌性松动是可行的。 本研究分为三部分： 第一部分 微米级磨损微粒刺激溶骨性细胞因子表达的 实验研