自从上世纪九十年代初,我国张兴栋与国外少数学者同时发现钙磷生物陶瓷在非骨部位的骨形成现象后,骨诱导观点经过十几年研究已经得到广泛的接受,具有良好生物活性的磷酸钙骨替代陶瓷材料的研究日益被关注。合理解释钙磷材料的骨诱导性,必须从分子生物学,基因表达,超微结构等角度进行深入研究,以了解其机理。骨诱导机理的研究,对于新一代骨诱导生物材料的研究和开发具有重要的科学意义和巨大应用前景。 目前骨诱导机理的探索和现象解释主要以光学显微镜下组织形态学的观察结果为基础。由于光学显微镜的分辨率限制,难以对新生组织各阶段的细胞形态结构以及分化过程做出准确观察,因此本文运用透射电子显微镜、扫描电镜,结合光学显微镜,对不同时期新生组织的形态学和细胞超微结构进行了观察。重点观察和研究骨诱导早期,孔隙中新生组织的长入,成骨细胞的形成,类骨质的分泌钙化,以及新骨/磷酸钙界面的结构改变等,为研究骨诱导机理提供了更充分的证据。 本实验通过生物组织超薄电镜切片技术,制作出了符合TEM检测要求的未脱钙硬组织超薄切片和半脱钙硬组织超薄切片。经TEM观察,确证成骨早期过程表现为:新生肉芽结缔组织长入材料孔隙—成纤维细胞沿孔壁生长和增殖—靠近孔壁的成纤维细胞向成骨前提细胞分化—这些早期的成骨细胞分泌胶原纤维和类骨质—类骨质中钙磷沉积形成骨基质—分化后期的成骨细胞包埋进骨基质中形成骨细胞—骨小梁结构沿孔壁形成—孔隙中心组织纤维化,髓腔结构形成。通过细胞超微形态及其功能随时间变化的研究,反向推断新生结缔组织中的成纤维细胞是骨诱导新骨组织的细胞来源。 此外,为了降低个体差异造成的误差,定量地描述骨诱导,我们采用生物医用统计学方法对三种动物种属的三个植入时间段的骨诱导性进行了定性和定量的统计分析,通过对新骨诱导形成的组织形态学观察,获得了大量的实验数据。通过收集定量的样本数据—每个样品切片新生骨组织面积相对于孔隙界面的比值,进而展开计数资料和计量资料的统计学分析,建立适合本研究的统计学分析模型。统计结果显示:1,动物种属对骨诱导性能有影响,统计显示