透明质酸复合BMP-2转染骨髓基质干细胞修复兔桡骨干缺损的生物力学研究

摘要

目的评价携带人骨形成蛋白-2(hBMP-2)基因重组腺病毒(Adv-hBMP-2)转染的骨髓基质干细胞(BMSCs)与透明质酸(HA)复合构建的组织工程化骨对兔桡骨干缺损的修复效果。方法取兔骨髓行BMSCs培养及Adv-hBMP-2的体外转染,建立兔桡骨干1.5cm的缺损模型。20只兔(40侧)分4组(n=10):第1组注射Adv-hBMP-2转染细胞+HA组,第2组注射Adv-hBMP-2转染细胞组,第3组单纯注射HA组、第4组空白对照组;通过影像学、组织学检查、生物力学测试和骨组织形态计量分析观察修复效果。结果(1)第1组,第12周8侧骨缺损中6侧完全愈合;第二组第12周8侧骨缺损中有3侧完全愈合;第3组和第4组,第12周骨缺损均未愈合。根据骨缺损内新生骨面积行X线疗效评分,各组依次为4.63±0.74、3.38±1.60、1.63±0.74、1.50±0.53,差异有统计学意义(P<0.0001)。(2)第1、2组,4￣8周时骨缺损内均有多量新生骨痂形成,12周时部分骨髓腔再通;第3、4组,4￣8周时骨缺损处为纤维组织填充,12周时骨缺损未愈合,两骨端硬化。新生骨小梁面积第1、2组分别为(16.25±3.49)mm2、(10.37±2.02)mm2,差异有统计学意义(P<0.001)。(3)第1组的最大压缩载荷和弹性模量分别为(211.54±63.58)N和(113.36±56.47)MPa,第2组分别为(126.74±53.13)N和(98.91±63.36)MPa,差异有统计学意义(P<0.05)。平均最大压缩载荷与正常桡骨组之比:前者为75.86%,后者为45.45%。结论HA复合Adv-hBMP-2转染BMSCs构建的组织工程化骨可以修复兔桡骨干骨缺损。