骨组织工程支架材料应用于大段骨缺损的实验研究进展
2013-03-31李东亚陈一心
李东亚,郑 欣,陈一心
由损伤、感染、骨肿瘤术后等原因造成的大段骨缺损,其临床治疗方法包括骨延长术[1]、带血管蒂骨移植术[2]等,其中最佳治疗方法是骨移植,但由于自体骨移植供骨量有限且存在取骨区感染风险,而同种异体骨移植存在传染疾病的可能[3],使得骨移植的应用受到限制。1995年 Crane等[4]提出骨组织工程概念,即应用工程学和生命科学的手段,将种子细胞种植到天然或人工合成的支架材料、细胞外基质上,然后将复合细胞的支架材料植入到骨缺损部位,在支架材料降解的同时,种子细胞增殖分化为成骨细胞,从而修复骨缺损。骨组织工程的3个关键要素是支架材料、种子细胞和生物活性因子。根据其来源的不同,骨组织工程支架材料主要分为人工合成无机材料、人工合成高分子材料和天然生物衍生材料3种。近年来骨组织工程支架材料的设计及制作技术发展迅速,本文就几种典型的支架材料应用于大段骨缺损的实验研究进展作一综述。
1 磷酸三钙 (tricalcium phosphate,TCP)
TCP的化学式为 Ca3(PO4)2,按结构分为高温相(α-TCP)和低温相(β-TCP)。β-TCP具有良好的生物相容性、骨引导作用和可降解性能,利于宿主的细胞和血管长入材料,在形成新骨的同时材料被逐步降解吸收,从而完成新骨的“爬行替代”过程,在大段骨缺损的修复中主要应用β-TCP。由于其缺乏骨诱导性,多采用具有骨诱导性的自体骨髓[5]、重组人骨形态发生蛋白(recombinant human bone morphogenetic protein,rhBMP)[6]等与其复合使用。Erbe 等[5]认为,由于自体骨移植时供血延迟可造成移植骨死亡,而β-TCP多孔生物陶瓷的多孔结构更利于血管化和细胞的营养供应,β-TCP/自体骨髓复合材料在促进新生骨供血方面比自体松质骨移植效果更好。……
