新型硼酸盐生物玻璃修复兔股骨缺损的实验研究

目的:通过观察3种生物玻璃材料在修复兔股骨缺损中的差异,来比较新型硼酸盐生物玻璃球粒与生物玻璃球粒和生物玻璃颗粒成骨能力和降解性能的差异,为其进一步应用于临床提供理论依据.方法:成年新西兰大白兔18只,双侧股骨髁部制造直径0.6 cm,深1.2 cm的贯穿型缺损.根据缺损部位植入材料的不同随机分为3组,每组6只12侧:实验对照组(A组)植入生物玻璃颗粒(The NovaBone Bioactive Glass Morsels),实验组(B组)植入生物玻璃球粒(The NovaBone Bioactive Glass Spheres),实验组(C组)植入硼酸盐玻璃球粒(The Borate Glass Morsels)三种材料,于术后第6周,第12周取材,通过大体观察,组织病理学染色来评价新型生物活性玻璃的骨缺损修复能力和降解性能.结果:第6周时,ABC组均可见有新骨生成,并且向材料内部生长.在第12周时,ABC组成骨量显著增多,而且可见成熟的骨小梁塑形.组织切片定量分析:1、成骨能力比较:术后6周,12周时,新生骨量,B组和C组多于A组(P＜0.05),且C组多于B组(P＜0.05).术后12周与6周比较,ABC三组新生骨显著增多,(P＜0.05).2、降解性能比较:术后6周,12周时,残余材料量,B组和C组少于A组(P＜0.05),且C组少于B组(P＜0.05).术后12周与6周比较,ABC三组残余材料显著减少,(P＜0.05).结论:具有球体外观设计的新型硼酸盐玻璃球粒与其它两种材料相比,不仅具有良好的成骨能力,而且具有良好降解性能,能有效的修复腔隙性骨缺损,有望成为新型骨缺损修复材料.     

牙周膜成骨分化研究进展

牙周膜是位于牙根与牙槽骨之间的结缔组织,具有自我更新和多向分化的能力。无论是在正畸治疗还是在牙周组织修复及再生过程中,牙周膜的成骨分化都是必不可少的。近年来,许多国内外学者致力于研究影响牙周膜成骨分化的因素,包括机械力,细胞因子,药物等,这些因素可以单独作用于牙周膜,也可以联合使用加快牙周膜成骨分化,可以为临床上加快牙齿移动和修复牙周组织缺损提供更多新的思路。现就影响牙周膜成骨分化的诸多因素及其主要机制作一综述。     

绝经后骨质疏松患者血清I型胶原氨基末端、I型胶原羧基末端及骨钙素的表达变化及临床意义

摘要 目的：探讨绝经后骨质疏松患者血清I型胶原氨基末端（NTx）、I型胶原羧基末端（CTX）及骨钙素（BGP）的表达变化及临床意义。方法：选取我院2017年8月-2022年8月收治的60例绝经后骨质疏松患者作为研究对象,将其分为观察组,另选取同期来我院体检的60名绝经后健康志愿者作为对照组。对比两组患者NTx、CTX、BGP表达水平,并建立受试者特征工作（ROC）曲线分析NTx、CTX、BGP对绝经后骨质疏松的诊断效能。3个月后对所有患者进行门诊复查随访,将症状明显明显减轻,X线检查明显改善,骨密度值明显增加的35例绝经后骨质疏松患者分为预后良好组,将其余25例未达到上述标准的患者分为预后不良组,对比两组患者临床一般情况,并应用Logistic回归分析NTx、CTX、BGP对绝经后骨质疏松的预后预测价值。结果：两组受检者NTx、CTX、BGP表达水平对比差异显著,观察组NTx、CTX高于对照组,BGP低于对照组（P＜0.05）; NTx、CTX、BGP三者联合对绝经后骨质疏松的诊断效能优于单一检测（P＜0.05）;预后良好组与预后不良组患者年龄、BMI、合并基础疾病、病程、Ca表达水平对比无明显差异（P＞0.05）,预后良好组与预后不良组患者病情严重程度、骨密度T值、雌二醇、血清NTx、CTX、BGP表达水平对比差异显著（P＜0.05）;logistic回归分析结果表明：CTX、BGP为绝经后骨质疏松的预后不良的独立影响因素（P＜0.05）。结论：绝经后骨质疏松患者血清I型胶原氨基末端、I型胶原羧基末端表达水平高于非骨质疏松群体,骨钙素低于非骨质疏松群体,三者联合可提升绝经后骨质疏松的诊断效能。另外,CTX、BGP作为绝经后骨质疏松的预后不良的独立影响因素,CTX水平越高、BGP水平越低可能预示患者预后不良,因此临床需针对此类患者及时改良治疗措施,提升其预后水平。     

鲑鱼降钙素对胸腰椎脊柱骨折术后I型胶原氨基端延长肽、I型胶原C端肽β降解产物的作用

目的:探讨鲑鱼降钙素对胸腰椎脊柱骨折术后Ⅰ型胶原氨基端延长肽、Ⅰ型胶原C端肽β降解产物的作用。方法:选择2014年3月至2016年5月我院收治的胸腰椎脊柱骨折患者80例,将其随机分为观察组和对照组,每组40例。两组均采用微创经皮椎弓根螺钉内固定术,对照组术后给予常规治疗,观察组术后给予鲑鱼降钙素治疗。比较两组患者治疗前后的骨密度、Ⅰ型胶原氨基端延长肽、Ⅰ型胶原C端肽β降解产物、视觉模拟疼痛评分(VAS)评分、Oswestry功能障碍指数评分(ODI)评分、Harris评分的变化、骨折愈合时间及不良反应的发生情况。结果:治疗后,观察组患者骨密度及Harris评分明显高于对照组(P0.05),Ⅰ型胶原氨基端延长肽、Ⅰ型胶原C端肽β降解产物、VAS评分和ODI评分均低于对照组(P0.05);观察组患者骨折愈合时间明显短于对照组(P0.05),不良反应发生率(7.50%)较对照组(10.00%)比较无显著性差异(P0.05)。结论:鲑鱼降钙素用于胸腰椎脊柱骨折术后可有效改善患者骨密度,促进骨折愈合且不会增加不良反应。     

鱼类Ⅰ型与Ⅱ型胶原蛋白基因系统进化及其在有/无肌间骨代表鱼中的表达比较分析

研究在分析鱼类Ⅰ型与Ⅱ型胶原蛋白基因系统进化基础上, 以有肌间骨的团头鲂(Megalobrama amblycephala)和无肌间骨的尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)为研究对象, 探究了Ⅰ型与Ⅱ型胶原蛋白基因在二者不同发育阶段及不同部位肌肉组织中的表达模式。系统进化分析结果显示, 胶原蛋白基因col1a1、col1a2和col2a1在有刺鱼和无刺鱼中均各自聚为一支, 团头鲂和罗非鱼3个基因的氨基酸同源性都在90%以下。不同部位肌肉组织(背部上方、尾部上方和尾部下方)的基因表达结果显示, 团头鲂col1a1a和col1a1b基因与罗非鱼该同源基因col1a1在不同肌肉组织中的表达模式存在明显差异。在团头鲂中, Ⅰ型与Ⅱ型胶原蛋白基因在背上肌肉中的表达量高于尾部; 而在罗非鱼中, 其表达模式则相反。团头鲂和罗非鱼不同发育时期的基因定量结果显示: 团头鲂col1a1a和col2a1b基因的表达在肌间骨出现以前(15 dph)和基本出现之后(50 dph)显著(P<0.01)增加, 且Ⅰ型胶原蛋白基因和col2a1b的相对表达量在不同时期差异明显, 其中col1a1a基因在50 dph的表达丰度极高; 与团头鲂相比, 罗非鱼中相应基因的表达量变化较小, 整体波动不大。研究揭示了Ⅰ型和Ⅱ型胶原蛋白在有刺鱼与无刺鱼肌肉中的表达模式, 结果表明col1a1在团头鲂和尼罗罗非鱼两种鱼类中表达模式显著不同(P<0.01), 推测其与肌间骨发育潜在相关。     

Ⅰ型胶原/聚己内酯/凹凸棒石复合支架材料体外诱导成骨的研究

目的:研究Ⅰ型胶原(ColⅠ)/聚己内酯(PCL)/凹凸棒石(ATP)复合支架材料的生物相容性及体外骨诱导性。方法:采用溶液浇铸-粒子滤沥法制备三种不同ATP含量(0% wt、10% wt、30% wt)的ColⅠ/PCL/ATP复合支架材料;将D1细胞与三种支架材料共培养,扫描电镜、鬼笔环肽和H&E染色、CCK-8法评价支架材料的生物相容性;D1细胞复合三种支架材料培养7天、14天、21天后RT-qPCR检测其成骨相关基因(Runx-2、Osterix、ALP、Col I、OPN、OC)的相对表达量,分别评价比较三种支架材料的成骨诱导效应。结果:SEM、鬼笔环肽和H&E染色显示D1细胞在三种支架材料表面均呈现良好的黏附;CCK-8结果显示,细胞在ATP含量30% wt的支架材料上增殖率显著高于其他两组,RT-qPCR检测结果显示,与0% wt、10% wt ATP相比,30% wt ATP组的Runx-2相对表达量在7天时显著升高, 14天、21天降低;ALP相对表达量在14天时显著升高,21天时显著降低;Osterix、Col I、OPN、OC的相对表达量随时间和ATP剂量的增加显著上调(P<0.05)。结论:ColⅠ/PCL/ATP复合支架材料具有良好的生物相容性及骨诱导性,有望成为一种理想的骨组织工程支架材料。     

研究报告：Ⅳ型胶原在癌侵袭转移过程中的动态变化：脉冲模式

结合量子点原位分子成像技术探究了基于Ⅳ型胶原动态改变的癌侵袭转移模式．收集肝癌、胃癌、乳腺癌和宫颈癌的临床病理标本,利用免疫组化和量子点成像技术对癌细胞及其相关微环境中的关键分子进行成像,观察癌侵袭转移过程中Ⅳ型胶原的动态变化．结果表明,在癌侵袭和转移过程中Ⅳ型胶原呈现动态改变．首先在基底膜处交联增多,形成不规则且致密的袖套包裹癌巢;随后多处基底膜处的胶原发生构象改变并被降解形成侵袭前锋．同时,伴随着间质中的Ⅳ型胶原重新线性沉积及巨噬细胞的团聚增多,癌细胞最终逃逸转移．由上述结果可以断定,癌侵袭转移呈现“脉冲模式”,Ⅳ型胶原的动态改变为癌侵袭转移创造了适宜的微环境．     

国产多孔钽材料修复兔胫骨缺损的实验研究

摘要 目的：研究国产多孔钽材料能否在兔胫骨缺损模型中顺利实现骨长入,用于修复胫骨缺损。方法：在36只新西兰大白兔双侧胫骨骨干处建立骨缺损模型,每只动物左右侧缺损随机分组,分别进入实验组(植入多孔坦材料)和对照组（不植入多孔坦材料）。植入后4周、8周和12周取材,通过X线检测以及硬组织切片苏木精伊红染色,检测多孔钽材料与骨界面的骨整合情况。采用推出实验检测多孔钽材料与骨界面的结合强度。结果：将术后不同时间点取得的胫骨标本作X射线拍片分析,4周时,骨缺损端与材料结合部位有骨质生成,在8周时材料表面有骨形成现象,逐渐完全覆盖材料表面,在12周时骨量继续增加,形成覆盖材料并桥接骨缺损断端的骨痂。样本行硬组织切片并行HE染色后检测,植入4周后实验组材料两端被新生骨所覆盖,材料深部的孔隙中也可见少量骨组织长入;植入8周后发现实验组材料与骨组织生长良好,多孔钽材料表面和两端材料孔隙内均有骨组织长入,材料孔隙与组织紧密连接,有骨小梁长入;植入12周时两端骨组织长入深度没有明显变化,但材料表面骨组织继续长入,并完全嵌入圆柱体材料内。材料植入后4周与8周比较差异无统计学意义（P＞0.05）,材料植入后8周与12周比较差异有统计学意义（P<0.05）。将植入4周、8周和12周后含材料样本置于动态疲劳试验机上进行推出实验,随时间延长所需推出力明显增加,植入后4周和8周相比,虽然后者所需推力较大,但两者比较差异无统计学意义（P＞0.05）,而8周和12周比较则差异有统计学意义（P<0.05）。结论：国产多孔坦材料能在胫骨缺损中实现与骨整合,能用于皮质骨缺损修复。     

低浓度万古霉素复合PMMA骨水泥的细胞毒性研究

目的:研究低浓度万古霉素(1%)复合聚甲基丙烯酸甲酯PMMA骨水泥对SD仔鼠原代成骨细胞的增殖以及凋亡的影响。方法:采用分离SD仔鼠颅骨与胰酶消化法获取SD仔鼠原代成骨细胞,通过细胞爬片碱性磷酸酶染色对原代成骨细胞进行鉴定;利用CCK-8法检测低浓度万古霉素复合PMMA及纯PMMA骨水泥浸提液对SD大鼠原代成骨细胞的增殖影响、流式细胞仪检测万古霉素复合PMMA及纯PMMA骨水泥浸提液对对SD大鼠原代成骨细胞的凋亡影响。结果:SD大鼠原代成骨细胞在低浓度万古霉素复合PMMA骨水泥浸提液中第1、2、3天的增殖更明显(P0.05),在纯PMMA骨水泥浸提液中第1、5天凋亡显著增加(P0.05)。结论:低浓度万古霉素复合PMMA骨水泥相比PMMA骨水泥具有较低的细胞毒性,在临床应用于骨缺损伴局部骨感染的治疗方面具有一定的优势。     

工程化骨软骨生理微环境构建方法及研究进展

骨组织工程是通过在体外构建有正常组织功能或疾病生理特点的临床模型,用以药物筛选,或研究疾病发生发展过程。骨骼肌肉系统是载重系统,其功能与组织结构、细胞外基质等密切相关。在构建骨组织体外模型时,需要结合骨、软骨及其他构成成分的生理微环境,表现关节骨软骨接合处的生理特点及作用机制,进而模拟正常及病理状态下骨组织系统对刺激的反应。本综述从骨软骨组织的生理构造入手,阐述了骨软骨连接处在退行性关节病变发生发展过程中的作用,并系统的论述了体外构建三维骨软骨组织的方法及这些方法的优势和局限性,为体外构建骨软骨组织工程在临床上应用提供支持。     

Glycosylation and Cross-linking in Bone Type I Collagen

Fibrillar type I collagen is the major organic component in bone, providing a stable template for mineralization. During collagen biosynthesis, specific hydroxylysine residues become glycosylated in the form of galactosyl- and glucosylgalactosyl-hydroxylysine. Furthermore, key glycosylated hydroxylysine residues, α1/2-87, are involved in covalent intermolecular cross-linking. Although cross-linking is crucial for the stability and mineralization of collagen, the biological function of glycosylation in cross-linking is not well understood. In this study, we quantitatively characterized glycosylation of non-cross-linked and cross-linked peptides by biochemical and nanoscale liquid chromatography-high resolution tandem mass spectrometric analyses. The results showed that glycosylation of non-cross-linked hydroxylysine is different from that involved in cross-linking. Among the cross-linked species involving α1/2-87, divalent cross-links were glycosylated with both mono- and disaccharides, whereas the mature, trivalent cross-links were primarily monoglycosylated. Markedly diminished diglycosylation in trivalent cross-links at this locus was also confirmed in type II collagen. The data, together with our recent report (Sricholpech, M., Perdivara, I., Yokoyama, M., Nagaoka, H., Terajima, M., Tomer, K. B., and Yamauchi, M. (2012) Lysyl hydroxylase 3-mediated glucosylation in type I collagen: molecular loci and biological significance. J. Biol. Chem. 287, 22998–23009), indicate that the extent and pattern of glycosylation may regulate cross-link maturation in fibrillar collagen.     

miR-152靶向AT1R对AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞增殖及胶原合成的影响

目的:探讨微小RNA-152(mi R-152)靶向血管紧张素受体(AT1R)对血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导的大鼠心肌成纤维细胞增殖及胶原合成的影响。方法:采用1μmol/L AngⅡ刺激体外培养的大鼠心肌成纤维细胞,通过噻唑蓝(MTT)法检测细胞增殖情况,蛋白免疫印迹(Western blot)检测成纤维细胞中胶原蛋白I(Collagen I)、胶原蛋白I(Collagen Ⅲ)以及AT1R蛋白表达的影响,实时荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)检测成纤维细胞中mi R-152和AT1R m RNA的表达。在AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞中分别转染mi R-152 mimic和mimic control、AT1R si RNA和si RNA control以及共转染mi R-152 mimic和AT1R过表达载体,以同样的方法检测细胞增殖和胶原合成情况。双荧光素酶报告基因实验检测mi R-152和AT1R靶向结合关系。结果:AngⅡ刺激能够促进心肌成纤维细胞增殖,上调成纤维细胞中胶原蛋白Collagen I和Collagen Ⅲ的表达,同时能够抑制mi R-152的表达,促进AT1R m RNA和蛋白的表达。在AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞中,过表达mi R-152或沉默AT1R均能够上调细胞增殖活力,促进胶原合成。双荧光素酶报告基因实验检测结果显示AT1R是mi R-152靶基因,mi R-152能够负向调控AT1R的表达。在AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞中,同时过表达mi R-152和AT1R能够逆转单独过表达mi R-152导致的细胞增殖抑制作用,回调胶原蛋白Collagen I和Collagen Ⅲ合成抑制作用。结论:mi R-152能够抑制AngⅡ诱导的心肌成纤维细胞增殖和胶原合成,其作用机制可能是通过靶向AT1R的表达实现的。     

Molecular Mechanism of Type I Collagen Homotrimer Resistance to Mammalian Collagenases

Type I collagen cleavage is crucial for tissue remodeling, but its homotrimeric isoform is resistant to all collagenases. The homotrimers occur in fetal tissues, fibrosis, and cancer, where their collagenase resistance may play an important physiological role. To understand the mechanism of this resistance, we studied interactions of α1(I)₃ homotrimers and normal α1(I)₂α2(I) heterotrimers with fibroblast collagenase (MMP-1). Similar MMP-1 binding to the two isoforms and similar cleavage efficiency of unwound α1(I) and α2(I) chains suggested increased stability and less efficient unwinding of the homotrimer triple helix at the collagenase cleavage site. The unwinding, necessary for placing individual chains inside the catalytic cleft of the enzyme, was the rate-limiting cleavage step for both collagen isoforms. Comparative analysis of the homo- and heterotrimer cleavage kinetics revealed that MMP-1 binding promotes stochastic helix unwinding, resolving the controversy between different models of collagenase action.     

心脏再同步治疗对非缺血性心肌病患者心肌胶原代谢的影响

摘要 目的：探讨心脏再同步治疗（CRT）对非缺血性心肌病（NICM）患者心肌胶原代谢的影响。方法：选取NICM患者76例,其中仅接受标准药物治疗者26例（Control组）,接受CRT及标准药物治疗者50例（CRT组）。分别于基线、6月及12月检测外周血中心肌胶原代谢的标记物I型胶原羧基末端前肽（PICP）、I型胶原羧基端肽（ICTP）、基质金属蛋白酶-1（MMP-1）及组织金属基质蛋白酶抑制剂-1（TIMP-1）的变化。随访12月时左室射血分数（LVEF）值与基线比较净值增长5 %定义为患者临床治疗有反应。结果：与基线比较,CRT组患者术后6月、12月PICP、ICTP及MMP-1均明显降低（P均<0.05）;Control组患者术后6月、12月PICP、ICTP、MMP-1及TIMP-1与基线比较均未显示统计学差异。40例(53 %)患者临床治疗有反应,其中CRT组33例（67 %）明显高于Control组7例（27 %）,两组间具有统计学差异（P=0.01）。多因素logistics回归分析显示QRS间期,LVEF,PICP为临床反应预测因子。结论：CRT可以降低NICM患者的心肌胶原合成和分解,减缓心肌纤维化;检测患者基线PICP可预测患者治疗的临床反应,为NICM的临床诊治提供一定的参考价值。     

胶原/纤维蛋白止血效果观察

目的研究胶原/纤维蛋白对新西兰兔的止血作用,并与胶原蛋白海绵止血效果作比较。方法选用胶原/纤维蛋白止血贴,对新西兰兔耳部动、静脉出血、耳表创面、股动脉割伤、肝损伤、体表创面进行止血试验,同时与胶原蛋白海绵止血效果作比较,观察其止血时间、失血量、敷料与创面的粘合等情况,并定期观察创面愈合、体内吸收和抗炎情况。结果胶原/纤维蛋白复合止血贴组、胶原蛋白海绵组新西兰兔耳动、静脉、耳表创面、股动脉割伤、标准肝创伤的止血时间与对照组比较,差异显著（P〈0.05）。胶原/纤维蛋白复合止血贴组新西兰兔耳动、静脉、耳表创面的止血时间与胶原蛋白海绵组,差异显著（P〈0.05）。胶原/纤维蛋白复合止血贴组、胶原蛋白海绵组动物的耳表创面、标准肝创伤失血量与对照组比较,差异显著（P〈0.05）。体内标准肝创伤、体表创伤后期观察,胶原/纤维蛋白复合止血贴与胶原蛋白海绵均能在21d内完全吸收,未见炎症反应。结论胶原/纤维蛋白复合止血贴对新西兰兔耳动脉割伤、耳静脉割伤、耳标创伤、股动脉割伤和标准肝损伤模型都具有明显的止血作用,体表创面伤口恢复良好,体内吸收速度快,具有一定的抗炎作用,而且在新西兰兔耳动脉、耳静脉割伤和耳表创伤的止血效果明显优于胶原蛋白海绵。胶原/纤维蛋白复合止血贴是一种较安全有效的局部止血生物材料。     

内植静磁柱联合脉冲电磁场对骨组织修复作用的Micro-CT研究

目的:以永磁体构建静磁柱体内植入物,应用Micro-CT技术,探索研究内植静磁柱联合脉冲电磁场对骨组织的修复作用。方法:选取新西兰兔24只建立右侧股骨髁骨缺损模型,并随机分为联合磁场组,脉冲电磁场组和对照组。联合磁场组自兔右侧股骨干远端向髓内植入静磁柱,并联合施加体外脉冲电磁场(1 h/d);脉冲电磁场组及对照组均将无磁性钛合金棒植入右侧股骨干髓腔,同时,脉冲电磁场组于体外加载脉冲电磁场(1 h/d)。术后5周处死取材,应用Micro-CT对股骨远端样本进行扫描检测,并对骨缺损区域显微结构进行三维重建分析。结果:与非磁场组相比,联合磁场组骨缺损区域骨小梁相对体积及数目明显增加(P均0.05),骨小梁分离度下降(P0.01)。与传统脉冲电磁场组相比,联合磁场组骨小梁数目增加(P0.05),骨小梁分离度下降(P0.01)。扫描及重建图像可见,联合磁场组骨缺损区域骨量增多,外侧皮质区愈合完整,骨小梁结构连续致密,具有更好的骨显微结构。结论:内植静磁柱与脉冲电磁场的联合磁场干预方式能够在早期获得更好的成骨修复能力,为磁场治疗相关骨病的临床及基础研究提供了新的方向。     

Increased C-telopeptide Cross-linking of Tendon Type I Collagen in Fibromodulin-deficient Mice

The controlled assembly of collagen monomers into fibrils, with accompanying intermolecular cross-linking by lysyl oxidase-mediated bonds, is vital to the structural and mechanical integrity of connective tissues. This process is influenced by collagen-associated proteins, including small leucine-rich proteins (SLRPs), but the regulatory mechanisms are not well understood. Deficiency in fibromodulin, an SLRP, causes abnormal collagen fibril ultrastructure and decreased mechanical strength in mouse tendons. In this study, fibromodulin deficiency rendered tendon collagen more resistant to nonproteolytic extraction. The collagen had an increased and altered cross-linking pattern at an early stage of fibril formation. Collagen extracts contained a higher proportion of stably cross-linked α1(I) chains as a result of their C-telopeptide lysines being more completely oxidized to aldehydes. The findings suggest that fibromodulin selectively affects the extent and pattern of lysyl oxidase-mediated collagen cross-linking by sterically hindering access of the enzyme to telopeptides, presumably through binding to the collagen. Such activity implies a broader role for SLRP family members in regulating collagen cross-linking placement and quantity.