硫酸软骨素A促进成骨的动物实验研究

作     者：任光辉 

作者单位：山东大学 

学位级别：硕士

导师姓名：徐欣

授予年度：2012年

学科分类：1003[医学-口腔医学] 100302[医学-口腔临床医学] 10[医学] 

主      题：硫酸软骨素A 骨修复 蛋白多糖 

摘      要：目的探讨及研究硫酸软骨素A在体内对成骨细胞生长分化及新骨生成的影响,并描述硫酸软骨素A在骨缺损修复中的组织学进程,以及与骨粉、硫酸软骨素粉与骨粉混合物之间在成骨作用方面的比较,为临床应用提供理论依据 方法建立动物实验模型,选用新西兰大耳兔作为实验动物,年龄8～12月,体重2～3kg,共18只,随机分为三组,每组五只(标记为A、B、C),严格无菌条件下在其下颌骨下缘实施手术,1%戊巴比妥钠耳缘静脉注射,待麻药生效后,在下颌骨下缘作长约4cm的切口,分离粘膜,肌层,暴露骨面,保留骨膜,在距下颌骨下缘3mm,下颌角前缘5mm处,用球钻制备大小约15mm×6mm×4mm的缺损,在每组五只兔子的左右侧缺损中各植入A(BI组)：Bio-oss骨粉,B(CS组)：无菌的低压冻干的硫酸软骨素粉剂(0.936mg)、C(CS-BI组)：硫酸软骨素与Bio-oss骨粉的混合物(其中硫酸软骨素粉剂0.936mg),分层缝合伤口。术后给予庆大霉素肌肉注射五日以防感染。三组兔子分别饲养30-90d。在术后第23,53,83d分别给予钙黄绿素(10mg/k g),茜素红(30mg/k g)颈部皮下注射,并在术后30d,60d,90d,每次每组两只动物,经耳缘静脉空气栓塞处死后,切取下颌骨,进行大体观察,锯下手术处骨段,制作硬组织及脱钙组织切片。 ***染色：观察细胞组织形态学,成骨细胞的位置、形态结构及数量,新生骨质的量及结构,骨小梁的位置、形态结构及数量,显示细胞构成,推断其功能状态。 2.荧光标记显微法显示新生骨部位及骨代谢活跃状况： 结果15只兔子均无感染及死亡。组织学检查：30d时,CS组和BI组的骨缺损区存在大量纤维组织,有较多的炎性细胞浸润,只有极少量的成骨细胞;而CS-BI组的骨缺损区则有丰富的血运,并开始有成骨细胞及少量未成熟的骨质出现;60d时,CS组和BI组虽有少量的新生骨的生成,但仍有大部分的纤维组织包绕,有哈弗式管样结构出现,有少量的材料未完全吸收:CS-BI组可见视野中开始有部分成熟骨出现,剩余部分有钙化迹象,成骨细胞核固缩多见,血运丰富;90d时,三组有部分成熟骨出现,但是骨髓腔中央有坏死并且有些也有坏死迹象;CS-BI组缺损区已基本充满成熟骨质,大量哈弗式管的出现,成骨细胞核固缩的迹象充满视野。HE染色的骨定量分析,CS组、BI组之间骨再生情况无显著差异,而CS-BI组的骨再生值高于上述两组。新生骨所占面积百分数各组各时间点均数和标准差如下：30d时,CS组14.43±4.42：BI组15.13±9.05：CS-BI组45.06±4.13：60d时,CS组36.13±3.19：BI组37.06±4.78：CS-BI组65.72±9.29;90d时,CS组64.09±9.32;BI组64.18±11.98;CS-BI组87.78±8.13。 结论1.硫酸软骨素A能够促进新骨生成、缩短骨质修复再生的期限。 2..硫酸软骨素A与骨粉联合应用较CS-A或BI单独应用对骨缺损再生效果好。 理论意义：骨缺损在种植临床中多见,很多患者需要单纯植骨。影响骨再生的因素主要包括以下几个方面：1.有分化增值能力的原始细胞,2.调控骨发生的多种生物活性物质,3.适合细胞生长并有利于恢复原有的骨形态及骨连续性的微环境和框架结构,4.机体本身所提供的营养和血供。超微结构技术显示在骨与钛种植体界面出现厚为20-50nm宽的无细胞的有机层,富含蛋白多糖(proetoglycan, PG),有人认为这种非胶原的结缔组织成分,尤其是构成蛋白多糖空间结构的氨基多糖(glycosaminoglycan, GAG)链是带负极性的钛表面氧化层与细胞相互反应的最初的桥梁物质。迄今为止的研究表明,蛋白多糖是最先与种植体表面发生粘附的物质。蛋白多糖(proetoglycan, PG)是一类重要的生物大分子物质,是细胞外基质的主要成分,由核心蛋白和氨基多糖构成。氨基多糖由重复的二糖组成,含有大量的硫酸和羧酸基团。由于蛋白多糖特殊的理化性质,它被认为是细胞外基质中具有多种功能的大分子物质。它能与细胞外其他物质发生粘附,调节细胞的分化、参与基质的结合;保持细胞外基质的水分和离子浓度等。成骨细胞的分化及骨的沉积等一系列的生物化学进程可分为细胞增殖、细胞外基质的聚集及矿化等不同的时期,细胞外基质分子在骨组织生长和成骨细胞分化过程中起着重要作用。在骨质矿化过程中蛋白多糖的作用还存在争论：有研究认为它是骨质矿化的抑制剂,蛋白多糖降解后能使骨中的羟基磷灰石沉积;另一些研究认为蛋白多糖由于能吸附钙离子,在局部造成高钙离子的环境,有利于矿化的形成。体外实验研究表明游离于溶液中的蛋白多糖或氨基多糖能抑制亚稳定状态磷酸钙溶液中羟基磷灰石的形成,而将它们固定于胶原上却能诱导及加速羟基磷灰石的沉积。