背景 临床上,因各种原因所致骨缺损修复一直以来是骨科难题。应用组织工程技术构建的组织工程骨为骨缺损修复的发展方向。该技术经过20余年的不断探索,已在细胞、支架材料和生长因子等3个主要研究领域取得了丰硕成果,临床初步应用效果确切,但依然因难以解决的瓶颈问题无法大规模应用。其中,组织工程骨的血管化即是难点和热点之一。
    材料与方法 模拟水蛭疗法(抗凝及负压)改善组织工程骨植入区血液循环及促进血管化为开展本项目的依据。利用静电层层自组装(layer-by-layer)原理将带负电荷的肝素与带正电荷的壳聚糖组装到ACBM 表面,可有效提高ACBM 的抗凝功能;采用肝素/壳聚糖自组装表面改性后脱细胞骨基质材料(HC/ACBM)并结合负压引流技术修复小型香猪胫骨骨缺损模型,能够加强移植HC/ACBM 的血液灌注和血管化。
    结果 实验结果显示,构建的HC/ACBM 材料在超微结构上,骨小梁结构无变化,材料表面变平滑利于种子细胞粘附;材料表面的分子结构检测证实肝素复合到肝素表面,且体外肝素缓释检测表明一周内肝素可以有效释放,体外抗凝效果(activated partial thromboplastin time,APTT)一周内明显延长,动物实验结果证实HC/ACBM 这种复合支架材料可以有效促进血液灌注,在修复骨缺损术后不同时间大体解剖发现负压吸引侧3天植入材料周围未见血凝块,7天时见负压侧为鲜红色,而非负压侧为苍白色;负压吸引侧14天材料部分吸收、新骨形成,28天材料基本完全吸收,而非负压侧同一时间点明显差与负压侧,CT灌注显示负压侧材料血流量高于非负压侧,且有利于材料中心血液灌注;术后不同时间组织学观察可见负压侧血管数逐渐增多,且新骨形成也多于非负压侧。
    结论 将自组装肝素\壳聚糖引入支架材料,利用肝素的缓释效应,以利于在组织工程骨植入受区即时和一定时限内局部抗凝作用的发挥,达到促进灌注目的。