猪小肠黏膜下层海绵的制备及促成骨作用

目的:制备并通过体外实验评价一种新型猪小肠黏膜下层(small intestinal submucosa,SIS)海绵的基本性能,建立动物模型评价其体内促成骨能力.方法:采用冷冻干燥法制备SIS海绵,通过环境扫描电镜观察微观结构和孔径大小,比重法检测孔隙率和吸水率,万能力学试验机测试其机械性能,细胞增殖-毒性检测评估其生物相容性.通过建立比格犬动物模型评价其体内促成骨作用,将3只比格犬前磨牙拔牙窝共计18个位点随机分为3组,放置SIS海绵作为SIS海绵组、放置Bio-Oss骨粉并覆盖Bio-Gide膜作为阳性对照组,不做处理作为空白对照组,术后分别于4周和12周取材行微计算机断层扫描技术(micro computed tomography,Micro-CT)检测,采用单因素方差分析法对数据进行统计学分析,以评估SIS海绵的促成骨效果.结果:SIS海绵的平均孔径为(194.90±30.39)μm,孔隙率为92.31％ ±0.24％,吸水率为771.50％ ±40.90％,压缩弹性模量为(2.20 ±0.19) kPa.细胞增殖-毒性检测结果显示SIS海绵不会影响人骨髓间充质干细胞的早期增殖,Micro-CT结果显示术后4周时SIS海绵组骨体积分数(bone volume fraction,BV/TV,52.81％±3.21％)和阳性对照组(58.30％±9.36％)显著高于空白对照组(38.65％±4.80％,P ＜0.05),SIS海绵组骨密度[bone mineralized density,BMD,(887.09±61.02) mg/cm3]、阳性对照组[(952.05 ±132.78) mg/cm3]和空白对照组[(879.29±74.27) mg/cm3]差异无统计学意义(P＞0.05);术后12周时SIS海绵组BV/TV(47.89％±3.59％)显著低于阳性对照组(60.57％±6.56％,P＜0.05),与空白对照组(42.99％±2.54％)差异无统计学(P＞0.05),SIS海绵组BMD[(1047±89.95) mg/cm3]和阳性对照组[(1101.37 ±98.85) mg/cm3]显著高于空白对照组[(890.36±79.79) mg/cm3,P ＜0.05].结论:SIS海绵具有良好的理化性能和生物相容性,在犬拔牙窝成骨早期(4周)能提高新生BV/TV,在犬拔牙窝成骨后期(12周)可提高新生BMD,具有潜在促成骨应用前景.