陶瓷样异种骨的制备及复合骨髓移植成骨的实验研究
作者：李彦林1 曾才铭2 王宏邦2 李世和2 赵晓霞3 韩 睿4
单位：1 华西医科大学附属第一医院骨科(四川成都，610041)；2 昆明医学院第一附属医院骨科；3 昆明医学院第一附属医院病理科；4 昆明铁路中心医院
关键词：陶瓷样异种骨；骨髓；组织相容性；复合移植；成骨作用
中国修复重建外科杂志980211 摘 要 为寻找理想的骨移植替代材料，将市售新鲜猪肋骨经物理、化学方法处理后，制得类似人骨的具有天然网状孔隙系统的陶瓷样异种骨(CXB)。用CXB与兔骨髓基质细胞体外混合培养；用CXB与自体红骨髓(BM)复合移植于兔的骶棘肌内，经相差显微镜、组织学和扫描电镜观察。结果表明，CXB对兔骨髓基质细胞的生长、附着及增殖无不良影响，显示了良好的组织相容性。CXB加BM植入肌内后第2周开始成骨，并随时间而增加。至24周时有明显的新骨形成，其新骨生成过程与羟基磷灰石(HA)加BM复合移植相似，但其降解快，形成典型的松质骨结构早，而单纯植入CXB则无新骨形成。探讨了复合移植的成骨机理及临床意义。
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PROCESSING OF CERAMICLIKE XENOGENEIC BONE AND EXPERIMENTAL STUDY OF ITS BONE FORMATION FROM COMPOSITE GRAFT COMBINED WITH BONE MARROW/Li Yanlin, Zeng Caiming, Wang Hongbang, et al. Department of Orthopedic Surgery, The 1st University Hospital, West China University of Medical Sciences. Chengdu. P. R. China 610041
Abstract Ceramiclike xenogeneic bone (CXB) was obtained from the fresh bone of pig ribs be-
ing treated by physical and chemical methods to deprive of its organic substance. The CXB possessed the same natural porous network system as that of the human. The CXB was cultured with the bone marrow stromal cells of rabit. When the marrow cells had integrated with the CXB, thus a new material was obtained. (CXB-BM), and was implanted sacro-spinal muscle of rabbit. The specimens were observed under phase microscope, light microscope and electronic scanning microscope. The results showed that: at the 2nd week after the implantation of CBX-BM composite material there began the new bone formation, and the rate of bone formation was increased with time. There was evident new bone formation after 24 weeks. The process of the new bone formation were quite similar to the composite graft of HAP red autogenous and marrow, but the former degraded faster and formed typical cancellous structure earlier. There was no new bone formation when CXB was implanted alone in the control. Both the mechanism of osteogenetic potential and its clinical application were discussed.
, 百拇医药
Key words Ceramiclike xenogenic bone Bone marow Histocompatibility Composite graft Osteogenesis
寻找理想的骨移植替代材料目前仍是骨科领域的热门课题和难题之一。近年来，国内外学者对钙磷陶瓷人工骨，特别是羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)材料的研究十分活跃，但在生物陶瓷的研究中，材料的孔径、孔隙率和生物降解性能等方面还存在诸多问题。为此，我们制备了具有天然网状孔隙系统的陶瓷样异种骨(ceramiclike xenogeneic bone, CXB)，并对其组织相容性及成骨作用进行探讨，为临床应用提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 CXB的制备及组织相容性
1.1.1 CXB的制备及检测 取市售新鲜猪肋骨，彻底清除软组织，初粉碎为1 cm3大小，经一系列化学处理后，入茂福式电阻炉中缓慢加温至500℃，维持2小时后制得CXB，待冷却后，将其制成5 mm×5 mm×5 mm大小的块状物，常规高压蒸汽消毒后置入装有生理盐水的无菌器皿中备用。
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取部份样品按文献[1]的方法定性测氮。结果表明，制备的 CXB基本不含氮。另取部份样品用日本理学3015型衍射仪分析证实，该材料主要为HA[Ca10(PO4)6(OH)2]，因此称之为CXB，并以扫描电镜及体视显微镜观察证实，该材料具有原骨的骨小梁，小梁间隙及骨内管腔系统，具有天然的网状孔隙，含孔率70%，孔径为450 μm(图1)。
图1 CXB天然网状孔隙，网隙彼此交通(×50)
1.1.2 CXB的组织相容性 将日本大耳白兔静脉麻醉后，无菌条件下自左右两侧股骨大转子部用16号骨穿针各抽取骨髓1 ml，用10 ml PRMI 1640培养液(含15%新生牛血清、维生素C 50 μg/ml、青霉素100 U/ml、链霉素100 μg/ml)稀释，制成细胞悬液后离心(1 500 r/min)5分钟，取上层细胞(主要是骨髓基质细胞)，再用1640培养液稀释为1×106/ml的细胞密度分别接种于25 ml培养瓶中，共8瓶，置于37℃，5% CO2及饱和湿度条件下培养，隔日换液。在原代细胞融合成单层后，按1∶1比例进行传代培养，并将制备好的CXB置入培养瓶内，每瓶置5块，共置25块，作为实验组，另3瓶作为对照组。采用相差显微镜逐日观察细胞生长情况和形态特征，传代培养2周后终止培养，取部份置入材料作扫描电镜观察。
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1.2 CXB复合自体红骨髓(bone marrow, BM)移植成骨作用
1.2.1 植入材料的准备 将制得的CXB共60块，按常规消毒后备用。
HA由四川联合大学材料研究所提供，材料的孔隙率为60%，孔径为100 μm～600 μm，也将其制成5 mm×5 mm×5 mm的块状物，共60块，常规消毒后备用。
1.2.2 实验方法及分组 选30只日本大耳白兔，体重1.5 kg～2.0 kg。随机分为六个大组，每大组5只，每只于两侧骶棘肌的近头侧和尾侧共四处植入材料，分为实验组(A组)和对照组(B组)两个组，各组再分为实验侧及对照侧。具体植入部份，分组配对见附表。
附表 实验分组配对及植入物情况 组别
实验侧(左侧)
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对照侧(右侧)
A组
CXB+BM
CXB
B组
HA +BM
HA
将各组兔静脉麻醉后，无菌条件下，于两侧骶棘肌近头侧和尾侧拟作四个小切口，切开背部皮肤，钝性分开骶棘肌形成四个肌袋，用盐水纱布保护好切口，然后用16号骨穿针于右侧股骨大转子处抽取红骨髓1 ml～1.5 ml，将此骨髓浸透CXB和HA各一块，然后将材料植入相应部位，缝合肌膜以固定植入材料，常规缝合切口。术后肌注抗生素预防切口感染，动物常规饲养。分别于术后2，4，8，12，16和24周处死各组动物，作常规组织学检查，并将术后第8，24周组中实验侧的植入物(含CXB和HA者各一块)取出，置入3%戊二醛液固定，于-196℃液氮中冷冻后，劈成自然断面，2%的饿酸熏蒸表面固定，真空干燥，喷金膜，用EPMA-8705型扫描电镜观察并摄像。
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2 结果
2.1 体外混合培养结果
2.1.1 活体相差显微镜 传代后的细胞2小时开始贴壁，24小时后完全贴壁。贴壁细胞多呈长梭形的成纤维样细胞。A组与B组的细胞均生长良好，未见异常核分裂现象。至传代后第10天～14天，细胞基本上融合成单层的网状结构。在实验组，成纤维样细胞数量增多且向CXB移行，渐与之附着，使CXB周围的成纤维样细胞排列更密集(图2)。
2.1.2 扫描电镜 A组传代培养2周后可见一些连接呈网状的成纤维样细胞附着于CXB网状孔隙的内壁、孔底及骨小梁表面，细胞多呈梭形，也可见三角形或多角形细胞(图3)。
2.2 体内异位复合移植结果
2.2.1 一般情况 除24周组1只兔因保暖不善死亡外，其余各组动物术后的活动及进食均正常，伤口无红肿、渗液等炎性反应，伤口Ⅰ期愈合。
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2.2.2 组织学检查 A组实验侧 第2周～4周，可见血管和纤维组织长满CXB各个间隙，并可见大量梭形的间充质细胞，其间有很多软骨细胞条索和团块，还可见片块状的新骨。第8周～12周， 新骨形成增多， 骨髓腔开始形成，骨小梁尚不典型。第16周～24周， 骨组织结构呈板层状， 有些地方呈骨壳样， 髓腔和骨小梁典型， 形成典型的松质骨结构
图2 CXB周围密集的成纤维样细胞(×100)
图3 传代培养2周后连接成网状的成纤维样细胞(×600)
(图4)。植入的CXB大部份被降解，为新骨组织所代替。整个过程中周围组织反应轻，未见炎性细胞或淋巴细胞浸润。
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A组对照侧 术后第2周～24周，可见血管和纤维组织由外逐渐向CXB内部间隙生长，随着时间的延长，CXB大部份被降解吸收，为纤维组织所代替。整个过程未见新骨组织生成，周围组织反应轻，未见明显的炎性细胞或淋巴细胞浸润(图5)。
B组实验侧 术后第2周～24周，植入物成骨表现及结缔组织生长情况与A组实验侧相似，最后形成的松质骨结构不典型，HA被降解吸收程度轻，其周围组织反应也较轻微。
B组对照侧 术后第2周～24周，植入物周围血管及纤维组织生长情况与A组对照侧相似，也未见新骨形成，仅HA被降解吸收速度慢。
2.2.3 扫描电镜检查 术后第8周，A组实验侧植入物周围组织无明显炎性反应，植入物部分被降解，由新生骨组织所代替，可见许多成骨细胞埋于骨组织中。术后第24周，植入物大部分被降解，为新骨组织所代替，并可见很多新生的骨细胞，其周围及表面有许多钙颗粒沉积。还可见胶原纤维纵横交错，与钙颗粒融合而形成网状的松质骨样结构(图6)。
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B组实验侧成骨情况与A组实验侧相似，只是植入物降解速度慢，形成网状的松质骨样结构不典型。
图4 CXB+BM植入后24周，形成典型的松质骨结构(HE×100) 图5 CXB单纯植入后24周，CXB大部份被降解吸收，为纤维组织代替，无新骨形成(HE×100) 图6 CXB+BM植入后24周，可见很多新生的骨细胞，其周围及表面有大量钙颗粒沉积(×800)
3 讨论
3.1 CXB的抗原性、组织相容性和生物降解性
定性测氮可作为是否达到去除抗原性的近似标志[1]。我们采用金属钠溶法测定CXB的含氮基本为阴性，并经X线能谱分析证实CXB主要为无机成分HA，因此可以认为CXB已基本消除了抗原性。本实验中，我们将自制的CXB与兔骨髓基质细胞体外混合培养，结果表明，CXB对骨髓基质细胞的生长、附着无任何不良影响，并且骨髓基质细胞有向CXB移行的现象。且直接附于CXB周围、孔隙的内壁、孔底及骨小梁表面，这说明CXB具有良好的组织相容性。同时又将CXB植入兔肌肉内，经组织学检查，术后2周～24周，可见毛细血管和组织细胞由植入物边缘向内长入，并在各个间隙生长、繁殖，与周围组织紧密结合。其周围无明显炎性细胞浸润，周围组织反应与HA植入相似，但被降解吸收的速度较HA快。这说明自制的CXB无抗原性，但有良好的组织相容性和生物降解性。
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3.2 CXB植入的成骨作用
由于CXB是猪肋骨经一系列物理、化学方法处理后经500℃低高温煅烧而得，其天然网状孔隙系统未受到明显的破坏。具有原骨的骨小梁、小梁间隙及骨内管腔系统，原骨组织无机成分骨盐支架的三维结构形态存在，因而十分有利于组织细胞的附着及生长。在该实验组对照侧，将CXB单纯植入兔的骶棘肌内，术后2周～24周的组织学观察中发现虽有毛细血管和纤维组织长入，但无新骨形成，这与HA单纯植入相似。说明CXB与HA一样，没有成骨或诱导成骨作用[2]，只是为新骨的生长提供支架，发挥其传导成骨作用。
3.3 CXB+BM复合移植后成骨作用的探讨
我们的实验中，将BM与CXB作异位复合移植2周后就有软骨和新骨形成，以后软骨逐渐钙化成骨，8周时出现髓腔，并随时间的延长，成骨愈典型。而单纯CXB植入却无任何新骨或软骨形成。这说明CXB+BM复合移植的成骨能力来自红骨髓中的细胞成分。我们认为，移植后的红骨髓成骨过程是：骨髓中的成骨和成软骨细胞直接形成骨或软骨；骨髓中的未分化间充质细胞在各种诱导或刺激因子的作用下，向成骨或成软骨细胞分化，进而形成骨或软骨。植入局部的诱导或刺激因子包括：红骨髓本身所含有的诱导因子(在环境变化后显示出诱导活性)；植入局部肌肉或软组织释放的诱导或刺激因子；植入区骨基质中释放的诱导因子等；红骨髓移植后，其中的造血细胞死亡而释放出多种刺激或诱导因子等[3]。我们制备的CXB虽无独立成骨和诱导成骨作用，但其可作为支架，保护骨髓不受骨骼肌的挤压，同时CXB天然多孔网状结构具备宽大的内部空间和表面积，吸入或容纳大量骨髓使植入局部有较高的骨髓细胞浓度，所生成的新骨较多，这样，CXB就为骨髓成骨提供有利的场所和条件，从而充当一种持续释放成骨的载体。因此，CXB+BM复合移植既可直接形成新骨和诱导成骨，又可传导成骨。其成骨作用与HA+BM复合移植相似[3，4]。
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3.4 CXB+BM复合移植的临床应用前景
我们制备CXB所用的猪肋骨可由市售获得，其来源广；CXB制备条件不高，它具有天然的网状孔隙系统，解决了化学合成人工骨的孔隙率、孔隙交通及孔径大小等方面的制作难题，骨髓采集方便、安全、创伤小和供区无明显并发症等优点。我们将两者复合移植，既能为成骨提供成骨细胞和诱导物质，又能为骨生长提供支架，且CXB+BM复合移植较HA+BM复合移植形成典型的松质骨结构早，降解快。因此，CXB+BM是一种较为理想的骨移植替代材料。有可能用于各种良性骨肿瘤或瘤样病变清除后形成巨大骨缺损的修复。此外，还可将CXB+BM先植入肌肉内，形成含有宿主骨组织并有较好机械强度的移植材料，此时游离或带血管肌瓣移植可用于二期修复较大的骨缺损，也有利于改善植入部位血供及软组织缺损情况。
4 参考文献
1 胡永升，李家伟.异种无机骨的处理及检验.实用口腔医学杂志，1992；8(3)：195
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2 白 波，黄承达.羟基磷灰石配合自体红骨髓移植对成骨作用的实验研究.中华骨科杂志，1990；10(6)：442
3 Goshima J, Goldberg VM, Caplan AI. The osteogenic potential of culture-expanded rat marrow mesenchymal cells assayed in vivo in calcium phosphate ceramic blocks. Clin Orthop, 1991;262(1):298
4 白 波，余楠生.人体内羟基磷灰石配合自体红骨髓移植的骨髓和扫描电镜观察.中国修复重建外科杂志，1996；10(2)：84
(收稿：1997-08-18), http://www.100md.com
单位：1 华西医科大学附属第一医院骨科(四川成都，610041)；2 昆明医学院第一附属医院骨科；3 昆明医学院第一附属医院病理科；4 昆明铁路中心医院
关键词：陶瓷样异种骨；骨髓；组织相容性；复合移植；成骨作用
中国修复重建外科杂志980211 摘 要 为寻找理想的骨移植替代材料，将市售新鲜猪肋骨经物理、化学方法处理后，制得类似人骨的具有天然网状孔隙系统的陶瓷样异种骨(CXB)。用CXB与兔骨髓基质细胞体外混合培养；用CXB与自体红骨髓(BM)复合移植于兔的骶棘肌内，经相差显微镜、组织学和扫描电镜观察。结果表明，CXB对兔骨髓基质细胞的生长、附着及增殖无不良影响，显示了良好的组织相容性。CXB加BM植入肌内后第2周开始成骨，并随时间而增加。至24周时有明显的新骨形成，其新骨生成过程与羟基磷灰石(HA)加BM复合移植相似，但其降解快，形成典型的松质骨结构早，而单纯植入CXB则无新骨形成。探讨了复合移植的成骨机理及临床意义。
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Abstract Ceramiclike xenogeneic bone (CXB) was obtained from the fresh bone of pig ribs be-
ing treated by physical and chemical methods to deprive of its organic substance. The CXB possessed the same natural porous network system as that of the human. The CXB was cultured with the bone marrow stromal cells of rabit. When the marrow cells had integrated with the CXB, thus a new material was obtained. (CXB-BM), and was implanted sacro-spinal muscle of rabbit. The specimens were observed under phase microscope, light microscope and electronic scanning microscope. The results showed that: at the 2nd week after the implantation of CBX-BM composite material there began the new bone formation, and the rate of bone formation was increased with time. There was evident new bone formation after 24 weeks. The process of the new bone formation were quite similar to the composite graft of HAP red autogenous and marrow, but the former degraded faster and formed typical cancellous structure earlier. There was no new bone formation when CXB was implanted alone in the control. Both the mechanism of osteogenetic potential and its clinical application were discussed.
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Key words Ceramiclike xenogenic bone Bone marow Histocompatibility Composite graft Osteogenesis
寻找理想的骨移植替代材料目前仍是骨科领域的热门课题和难题之一。近年来，国内外学者对钙磷陶瓷人工骨，特别是羟基磷灰石(hydroxyapatite, HA)材料的研究十分活跃，但在生物陶瓷的研究中，材料的孔径、孔隙率和生物降解性能等方面还存在诸多问题。为此，我们制备了具有天然网状孔隙系统的陶瓷样异种骨(ceramiclike xenogeneic bone, CXB)，并对其组织相容性及成骨作用进行探讨，为临床应用提供实验依据。
1 材料与方法
1.1 CXB的制备及组织相容性
1.1.1 CXB的制备及检测 取市售新鲜猪肋骨，彻底清除软组织，初粉碎为1 cm3大小，经一系列化学处理后，入茂福式电阻炉中缓慢加温至500℃，维持2小时后制得CXB，待冷却后，将其制成5 mm×5 mm×5 mm大小的块状物，常规高压蒸汽消毒后置入装有生理盐水的无菌器皿中备用。
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取部份样品按文献[1]的方法定性测氮。结果表明，制备的 CXB基本不含氮。另取部份样品用日本理学3015型衍射仪分析证实，该材料主要为HA[Ca10(PO4)6(OH)2]，因此称之为CXB，并以扫描电镜及体视显微镜观察证实，该材料具有原骨的骨小梁，小梁间隙及骨内管腔系统，具有天然的网状孔隙，含孔率70%，孔径为450 μm(图1)。
图1 CXB天然网状孔隙，网隙彼此交通(×50)
1.1.2 CXB的组织相容性 将日本大耳白兔静脉麻醉后，无菌条件下自左右两侧股骨大转子部用16号骨穿针各抽取骨髓1 ml，用10 ml PRMI 1640培养液(含15%新生牛血清、维生素C 50 μg/ml、青霉素100 U/ml、链霉素100 μg/ml)稀释，制成细胞悬液后离心(1 500 r/min)5分钟，取上层细胞(主要是骨髓基质细胞)，再用1640培养液稀释为1×106/ml的细胞密度分别接种于25 ml培养瓶中，共8瓶，置于37℃，5% CO2及饱和湿度条件下培养，隔日换液。在原代细胞融合成单层后，按1∶1比例进行传代培养，并将制备好的CXB置入培养瓶内，每瓶置5块，共置25块，作为实验组，另3瓶作为对照组。采用相差显微镜逐日观察细胞生长情况和形态特征，传代培养2周后终止培养，取部份置入材料作扫描电镜观察。
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1.2 CXB复合自体红骨髓(bone marrow, BM)移植成骨作用
1.2.1 植入材料的准备 将制得的CXB共60块，按常规消毒后备用。
HA由四川联合大学材料研究所提供，材料的孔隙率为60%，孔径为100 μm～600 μm，也将其制成5 mm×5 mm×5 mm的块状物，共60块，常规消毒后备用。
1.2.2 实验方法及分组 选30只日本大耳白兔，体重1.5 kg～2.0 kg。随机分为六个大组，每大组5只，每只于两侧骶棘肌的近头侧和尾侧共四处植入材料，分为实验组(A组)和对照组(B组)两个组，各组再分为实验侧及对照侧。具体植入部份，分组配对见附表。
附表 实验分组配对及植入物情况 组别
实验侧(左侧)
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对照侧(右侧)
A组
CXB+BM
CXB
B组
HA +BM
HA
将各组兔静脉麻醉后，无菌条件下，于两侧骶棘肌近头侧和尾侧拟作四个小切口，切开背部皮肤，钝性分开骶棘肌形成四个肌袋，用盐水纱布保护好切口，然后用16号骨穿针于右侧股骨大转子处抽取红骨髓1 ml～1.5 ml，将此骨髓浸透CXB和HA各一块，然后将材料植入相应部位，缝合肌膜以固定植入材料，常规缝合切口。术后肌注抗生素预防切口感染，动物常规饲养。分别于术后2，4，8，12，16和24周处死各组动物，作常规组织学检查，并将术后第8，24周组中实验侧的植入物(含CXB和HA者各一块)取出，置入3%戊二醛液固定，于-196℃液氮中冷冻后，劈成自然断面，2%的饿酸熏蒸表面固定，真空干燥，喷金膜，用EPMA-8705型扫描电镜观察并摄像。
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2 结果
2.1 体外混合培养结果
2.1.1 活体相差显微镜 传代后的细胞2小时开始贴壁，24小时后完全贴壁。贴壁细胞多呈长梭形的成纤维样细胞。A组与B组的细胞均生长良好，未见异常核分裂现象。至传代后第10天～14天，细胞基本上融合成单层的网状结构。在实验组，成纤维样细胞数量增多且向CXB移行，渐与之附着，使CXB周围的成纤维样细胞排列更密集(图2)。
2.1.2 扫描电镜 A组传代培养2周后可见一些连接呈网状的成纤维样细胞附着于CXB网状孔隙的内壁、孔底及骨小梁表面，细胞多呈梭形，也可见三角形或多角形细胞(图3)。
2.2 体内异位复合移植结果
2.2.1 一般情况 除24周组1只兔因保暖不善死亡外，其余各组动物术后的活动及进食均正常，伤口无红肿、渗液等炎性反应，伤口Ⅰ期愈合。
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2.2.2 组织学检查 A组实验侧 第2周～4周，可见血管和纤维组织长满CXB各个间隙，并可见大量梭形的间充质细胞，其间有很多软骨细胞条索和团块，还可见片块状的新骨。第8周～12周， 新骨形成增多， 骨髓腔开始形成，骨小梁尚不典型。第16周～24周， 骨组织结构呈板层状， 有些地方呈骨壳样， 髓腔和骨小梁典型， 形成典型的松质骨结构
图2 CXB周围密集的成纤维样细胞(×100)
图3 传代培养2周后连接成网状的成纤维样细胞(×600)
(图4)。植入的CXB大部份被降解，为新骨组织所代替。整个过程中周围组织反应轻，未见炎性细胞或淋巴细胞浸润。
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A组对照侧 术后第2周～24周，可见血管和纤维组织由外逐渐向CXB内部间隙生长，随着时间的延长，CXB大部份被降解吸收，为纤维组织所代替。整个过程未见新骨组织生成，周围组织反应轻，未见明显的炎性细胞或淋巴细胞浸润(图5)。
B组实验侧 术后第2周～24周，植入物成骨表现及结缔组织生长情况与A组实验侧相似，最后形成的松质骨结构不典型，HA被降解吸收程度轻，其周围组织反应也较轻微。
B组对照侧 术后第2周～24周，植入物周围血管及纤维组织生长情况与A组对照侧相似，也未见新骨形成，仅HA被降解吸收速度慢。
2.2.3 扫描电镜检查 术后第8周，A组实验侧植入物周围组织无明显炎性反应，植入物部分被降解，由新生骨组织所代替，可见许多成骨细胞埋于骨组织中。术后第24周，植入物大部分被降解，为新骨组织所代替，并可见很多新生的骨细胞，其周围及表面有许多钙颗粒沉积。还可见胶原纤维纵横交错，与钙颗粒融合而形成网状的松质骨样结构(图6)。
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B组实验侧成骨情况与A组实验侧相似，只是植入物降解速度慢，形成网状的松质骨样结构不典型。
图4 CXB+BM植入后24周，形成典型的松质骨结构(HE×100) 图5 CXB单纯植入后24周，CXB大部份被降解吸收，为纤维组织代替，无新骨形成(HE×100) 图6 CXB+BM植入后24周，可见很多新生的骨细胞，其周围及表面有大量钙颗粒沉积(×800)
3 讨论
3.1 CXB的抗原性、组织相容性和生物降解性
定性测氮可作为是否达到去除抗原性的近似标志[1]。我们采用金属钠溶法测定CXB的含氮基本为阴性，并经X线能谱分析证实CXB主要为无机成分HA，因此可以认为CXB已基本消除了抗原性。本实验中，我们将自制的CXB与兔骨髓基质细胞体外混合培养，结果表明，CXB对骨髓基质细胞的生长、附着无任何不良影响，并且骨髓基质细胞有向CXB移行的现象。且直接附于CXB周围、孔隙的内壁、孔底及骨小梁表面，这说明CXB具有良好的组织相容性。同时又将CXB植入兔肌肉内，经组织学检查，术后2周～24周，可见毛细血管和组织细胞由植入物边缘向内长入，并在各个间隙生长、繁殖，与周围组织紧密结合。其周围无明显炎性细胞浸润，周围组织反应与HA植入相似，但被降解吸收的速度较HA快。这说明自制的CXB无抗原性，但有良好的组织相容性和生物降解性。
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3.2 CXB植入的成骨作用
由于CXB是猪肋骨经一系列物理、化学方法处理后经500℃低高温煅烧而得，其天然网状孔隙系统未受到明显的破坏。具有原骨的骨小梁、小梁间隙及骨内管腔系统，原骨组织无机成分骨盐支架的三维结构形态存在，因而十分有利于组织细胞的附着及生长。在该实验组对照侧，将CXB单纯植入兔的骶棘肌内，术后2周～24周的组织学观察中发现虽有毛细血管和纤维组织长入，但无新骨形成，这与HA单纯植入相似。说明CXB与HA一样，没有成骨或诱导成骨作用[2]，只是为新骨的生长提供支架，发挥其传导成骨作用。
3.3 CXB+BM复合移植后成骨作用的探讨
我们的实验中，将BM与CXB作异位复合移植2周后就有软骨和新骨形成，以后软骨逐渐钙化成骨，8周时出现髓腔，并随时间的延长，成骨愈典型。而单纯CXB植入却无任何新骨或软骨形成。这说明CXB+BM复合移植的成骨能力来自红骨髓中的细胞成分。我们认为，移植后的红骨髓成骨过程是：骨髓中的成骨和成软骨细胞直接形成骨或软骨；骨髓中的未分化间充质细胞在各种诱导或刺激因子的作用下，向成骨或成软骨细胞分化，进而形成骨或软骨。植入局部的诱导或刺激因子包括：红骨髓本身所含有的诱导因子(在环境变化后显示出诱导活性)；植入局部肌肉或软组织释放的诱导或刺激因子；植入区骨基质中释放的诱导因子等；红骨髓移植后，其中的造血细胞死亡而释放出多种刺激或诱导因子等[3]。我们制备的CXB虽无独立成骨和诱导成骨作用，但其可作为支架，保护骨髓不受骨骼肌的挤压，同时CXB天然多孔网状结构具备宽大的内部空间和表面积，吸入或容纳大量骨髓使植入局部有较高的骨髓细胞浓度，所生成的新骨较多，这样，CXB就为骨髓成骨提供有利的场所和条件，从而充当一种持续释放成骨的载体。因此，CXB+BM复合移植既可直接形成新骨和诱导成骨，又可传导成骨。其成骨作用与HA+BM复合移植相似[3，4]。
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3.4 CXB+BM复合移植的临床应用前景
我们制备CXB所用的猪肋骨可由市售获得，其来源广；CXB制备条件不高，它具有天然的网状孔隙系统，解决了化学合成人工骨的孔隙率、孔隙交通及孔径大小等方面的制作难题，骨髓采集方便、安全、创伤小和供区无明显并发症等优点。我们将两者复合移植，既能为成骨提供成骨细胞和诱导物质，又能为骨生长提供支架，且CXB+BM复合移植较HA+BM复合移植形成典型的松质骨结构早，降解快。因此，CXB+BM是一种较为理想的骨移植替代材料。有可能用于各种良性骨肿瘤或瘤样病变清除后形成巨大骨缺损的修复。此外，还可将CXB+BM先植入肌肉内，形成含有宿主骨组织并有较好机械强度的移植材料，此时游离或带血管肌瓣移植可用于二期修复较大的骨缺损，也有利于改善植入部位血供及软组织缺损情况。
4 参考文献
1 胡永升，李家伟.异种无机骨的处理及检验.实用口腔医学杂志，1992；8(3)：195
, 百拇医药
2 白 波，黄承达.羟基磷灰石配合自体红骨髓移植对成骨作用的实验研究.中华骨科杂志，1990；10(6)：442
3 Goshima J, Goldberg VM, Caplan AI. The osteogenic potential of culture-expanded rat marrow mesenchymal cells assayed in vivo in calcium phosphate ceramic blocks. Clin Orthop, 1991;262(1):298
4 白 波，余楠生.人体内羟基磷灰石配合自体红骨髓移植的骨髓和扫描电镜观察.中国修复重建外科杂志，1996；10(2)：84
(收稿：1997-08-18), http://www.100md.com