基于骨组织工程技术比较骨碎补总黄酮两种给药方式修复大鼠大段骨缺损模型的效果

背景:复合材料支架治疗大段骨缺损已被证实有效,但骨修复缓慢、成骨质量不佳是其主要问题.骨碎补总黄酮可促进成骨、加速骨愈合,但骨碎补总黄酮给药途径依然局限于灌胃形式,局部载药直接作用于骨缺损部位方式的研究仍相对不足.目的:构建骨碎补总黄酮缓释微球/β-磷酸三钙复合支架,观察骨碎补总黄酮局部给药与灌胃两种方式修复大鼠胫骨大段骨缺损的差异.方法:利用3D打印技术构建多孔β-磷酸三钙支架;采用超声乳化溶剂透析法制备骨碎补总黄酮缓释微球;采用冷冻干燥法制备骨碎补总黄酮缓释微球/β-磷酸三钙支架.将40只SD大鼠随机分为4组,应用环形外固定支架构建大鼠胫骨3 mm骨缺损模型,空白组骨缺损处不植入任何材料,空白支架组植入单纯的β-磷酸三钙支架,灌胃支架组植入β-磷酸三钙支架并联合骨碎补总黄酮灌胃处理,载药支架组植入骨碎补总黄酮缓释微球/β-磷酸三钙复合支架,术后8周进行缺损部位影像学检测、组织学染色与免疫组化染色.结果 与结论:①X射线片与Micro-CT检测显示,空白组缺损区几乎无骨痂生成;空白支架组可见生成的骨痂连接截骨端,截骨线依稀可见;灌胃支架组截骨线基本消失,可见较多新骨连接截骨两端;载药支架组可见大量骨痂生成,截骨线完全消失,皮质重建良好,髓腔再通;②苏木精-伊红、Masson和番红固绿染色显示,空白组缺损区域内可见少量血管及大量结缔组织填充;空白支架组可见较多骨基质形成,但成熟度不高;灌胃支架组可见大量骨基质形成且成熟度较高;载药支架组截骨缺损间隙内生成大量骨样组织,软骨组织成熟度高,且髓腔再通趋势明显;③免疫组化染色显示,相比于空白支架组和空白组,灌胃支架组与载药支架组的转化生长因子β与骨形态发生蛋白2表达更高(P<0.05),且载药支架组高于灌胃支架组(P<0.05);④结果表明,骨碎补总黄酮无论是以局部给药方式还是灌胃给药方式均可促进骨缺损修复,但两种方式之间存在效果差异,以骨碎补总黄酮缓释微球局部给药方式效果更佳.