长久以来,大段骨缺损的修复一直是骨科医师面临的棘手的难题,处理不当就会带来致残等严重后果,给患者带来严重的肉体痛苦和精神负担。统计发现外伤、炎症、肿瘤及先天畸形等疾病是造成大段骨缺损的重要原因,临床上对其治疗多采用骨移植。自体骨移植是骨移植修复骨缺损的最理想方法,但存在着来源受限,影响供区功能,增加手术创伤痛苦及感染等缺点,使其临床应用受到限制。同种异体骨来源也受到限制,且有乙肝、艾滋病等交叉感染的危险。人工骨的理化、生物性能及降解能力均远不及天然骨。寻找理想的人工生物材料替代骨移植修复骨缺损,已成为医学和生物材料科学领域研究的方向。以异种骨作为生物支架材料与自体细胞复合并联合诱导成骨物质移植的骨组织工程为骨缺损修复带来了新的前景,为修复各种原因引起的骨缺损提供了一条新途径[1]。本实验第一部分进行了近交系版纳小耳猪供体骨制备及兔骨髓基质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)体外培养与鉴定,并在体外将供体骨与兔骨髓基质干细胞进行复合。本实验第二部分用高度近交系猪皮质骨作为载体,并复合MSCs及骨形态发生蛋白-2(Bone morphogenetic protein-2,BMP-2)移植修复兔桡骨大段骨缺损,以探讨复合异种骨的成骨优越性及版纳近交系小耳猪在今后骨移植领域中的价值和应用前景,为其将来在骨科大段骨缺损的治疗应用提供实验依据。第一部分近交系猪皮质骨制备及兔骨髓基干细胞体外培养的研究目的:探索何月龄大小版纳小耳猪何部位皮质骨适合做为供体骨并制备皮质骨供体,体外培养及扩增兔骨髓基质干细胞,并在体外将兔骨髓基质干细胞和供体骨复合,以期为大段骨缺损的治疗实验研究提供理想材料。方法:1.解剖各月龄版纳小耳猪腓骨,选取与成年兔桡骨粗细相当月龄小耳猪骨。2.取其腓骨40根,除去骨膜、骨髓及软组织,制备成70余根1.5×0.3×0.4cm管状皮质骨供体,在其上密集钻孔。3.蒸馏水反复清洗,沥干,脱脂、脱蛋白,清洗后,冻干机冻干、消毒后置于冰箱保存备用。4. MSCs体外培养、扩增,将供体骨与MSCs复合。结果:1.解剖发现6-7月龄大小耳猪腓骨与成年兔桡骨粗细相当。2.成功体外培养出兔MSCs。3.在体外将MSCs与供体骨成功复合,制备出理想骨缺损移植材料。结论:1. 6-7个月龄大小耳猪腓骨与成年兔桡骨粗细相当。2.兔骨髓基质干细胞在体外可成功复合到脱脂、脱蛋白处理后版纳小耳猪皮质骨上,并生长良好,扫描电镜观察见骨髓基质干细胞黏附与供体表面及骨孔壁、孔底。第二部分复合供体骨联合骨形态发生蛋白-2修复兔大段骨缺损的研究目的:探讨及观察近交系版纳小耳猪皮质骨复合MSCs及BMP-2在修复日本大耳兔大段骨缺损中的疗效及可行性。方法:将35只日本大耳兔(均为雄性),双上肢桡骨中段制造长约1.5cm的骨缺损模型。5只兔骨缺损区不植入任何材料,作为空白对照组。另30只左侧桡骨缺损区作为实验组,右侧作为对照组,进行同体对照。将实验第一部分制备成功的移植材料加入BMP-2后植入实验组骨缺损区,单纯用脱脂、脱蛋白处理后的皮质骨植入对照组骨缺损区。术后2,4,8,12,16周各时间点行大体标本观察,X线片观察,组织学观察,骨密度测试,TEM检查及PET-CT检查,比较其骨缺损区修复愈合情况。结果:术后第12周,实验组骨缺损区基本修复,异体骨大部分吸收,骨矿密度接近正常,16周实验组完全修复,异体骨基本吸收,实验后4、8、12周各移植区骨矿密度实验组明显高于对照组(BMC P〈0.05,BMD P〈0.01);对照组骨缺损区修复明显较对照组缓慢,新骨形成量少;空白对照组骨缺损区12周时未修复。结论:1.近交系猪皮质骨复合MSCs及BMP-2治疗骨缺损收到满意效果。2.近交系猪骨复合MSCs及BMP-2修复大段骨缺损,在成骨速度和质量上明显优于单纯异种骨。3.经处理的近交系猪皮质骨是一种良好的骨组织工程支架材料,可进一步对其进行研究,以期为大段骨缺损寻找一种新的治疗方法。