《膜性負壓對骨組織再生的誘導及增強作用》是依託西安交通大學，由張銀剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：膜性負壓對骨組織再生的誘導及增強作用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張銀剛
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基於負壓對組織再生作用機制的發現，結合膜引導骨組織再生的現代醫學技術，申請人提出膜性負壓誘導骨組織再生的新思路，即採用複合膜作為骨再生與修復部位產生負壓的密封材料，將負壓與膜有機結合，誘導骨組織再生的理念。研究內容包括複合膜研製,採用中間膜和半透膜結合，即中間膜是孔隙直徑約為50～200μm的海綿狀膜，起到支撐和壓力傳遞作用。兩側表面為孔隙直徑小於10μm半透膜，起到保持負壓及細胞等有效成分富集的雙重作用。對複合膜的孔大小、孔隙率等指標，與負壓的傳遞及維持進行研究，以其得到最佳最佳化值；進一步對材料的性質與生物學性能間關係進行研究，構建動物模型，探索負壓吸引的方式和合適的壓力值，評價其作用的安全性；採用動物模擬實驗，通過影像學、免疫組化及功能學評價等指標，探討膜性負壓對骨組織再生的誘導及增強作用的效果。預期將會開創及豐富膜性負壓技術對骨組織再生的理論和相關技術。
結題摘要
研究團隊基於負壓對組織再生作用機制的發現，結合國際上膜引導骨組織再生的現代醫學技術，提出膜性負壓誘導骨組織再生的新構思。在此基礎上，研究團隊分別選用力學性能和生物相容性優異的聚乳酸-羥基乙酸和膠原作為多孔膜的基本成分，通過分子設計、材料顯微結構設計與先進的孔結構構建方法結合，製備所需孔結構的多孔膜。通過不對稱孔結構和蜂窩狀孔結構的設計與製備，賦予多孔膜優異的力學性能。以此為基礎，成功研製膜性負壓裝置。研究團隊採用紐西蘭大白兔顱骨缺損模型，取一側作為實驗組，給以50kPa/次，15分鐘/次，4次/天，4周后拔除負壓吸引管；另一側作為對照組。在2,4,6,8時間點，用三維重建CT，X線阻射程度，雙光子骨密度儀評估新骨的情況，H.E染色來觀察骨再生的組織學變化。在1,2,3,4,5,6時間點，用RT-PCR評估VEGF，BMP-2 mRNA的表達。研究發現實驗組新骨生成量要大於對照組，實驗組VEGF和BMP-2 mRNA有較高表達。認為間隙負壓能夠促進骨組織再生，VEGF 和BMP-2的增加可能是促進骨再生的機制之一，提示間隙負壓可能是促進骨再生的有效方法之一。採用內毒素激素方法建立紐西蘭大白兔股骨頭壞死動物模型，在4,8周時間點進行組織形態學，墨汁微血管染色，BMP-2 和 VEGF的免疫組織化學染色，在1,2,3,4,5,6,7,8周時間點採用實時螢光定量 PCR進行BMP-2 和 VEGF mRNA 的定量分析。研究發現在4,8周時間點，H.E染色顯示間隙負壓組在骨小梁形狀，空骨陷窩數，骨髓造血細胞和脂肪細胞含量等方面要好於髓芯減壓組，在8周時與正常對照組相比無明顯差異。透射電鏡顯示，間隙負壓組比髓芯減壓組細胞器更發達，8周間隙負壓組細胞結構和正常組無差異，細胞結構正常，含有豐富的細胞器。股骨頭墨汁染色微血管學顯示，間隙負壓組比髓芯減壓組股骨頭髓內墨汁染色的血管增多，管腔粗大，微血管密度增大。免疫組化顯示，間隙負壓組比髓芯減壓組股骨頭VEGF和BMP-2的表達增強。RT-PCR顯示，不論VEGF和BMP-2 mRNA，間隙負壓組都要好於髓芯減壓組。因此認為間隙負壓對股骨頭壞死有治療作用，效果要好於髓芯減壓，提示間隙負壓技術是治療早期股骨頭壞死的潛在方法之一。本課題初步探索了以膜性負壓技術為核心，治療骨折、股骨頭壞死的最有效、最簡便、經濟的方法，為其臨床套用奠定基礎。
