抗结核性骨组织工程复合体的构建及其治疗兔脊柱结核的实验研究

Osteoarticular tuberculosis with high disability and slow recover rate is the topmost incidence except lung tuberculosis. It is difficult to control tuberculosis while the rapid increasing of antituberculosis drug-resistance. Bone defects after debridement become the significant issue in the treatment of osteoarticular tuberculosis.In most cases,bone graft is the first method for the defects. However,it followed by another probelm of bone fuse.Thus,to develop a new material which can maintain the concentration of antituberculosis drug and promote bone fuse rate become main direction of the research.This new material for reconstruction of bone defect due to debridement can provide new ideas and methods for the treatment of osteoarticular tuberculosis. After successfully establishing the model of spinal tuberculosis in rabbits and Rifapentini polylactic acid delayed release microspheres, we intend to investigate the differentiaion of cultured adipose derived stem cells of rabbits to bone tissue and study the interaction between the Rifapentini microspheres and rADSC. Finally,to create antituberculosis bone tissue-engineering complex which contain antituberculosis drug, rADSC and PLGA/n-HA. we expect that the complex will maintain the concentration of antituberculosis drug in local lesion, promote bone fuse rate and prevent relapse.

骨关节结核致残率高、愈合慢，是发病率最高的肺外结核。随着抗结核药物耐药性的增加，结核病的控制难度逐渐加剧。在骨关节结核的治疗中病灶清除术后所致的骨骼缺损是比较棘手的问题，临床通常采用植骨术来修复骨缺损。然而，植骨后的骨融合又是另一大挑战，寻找一种新型材料既能促进骨融合又能在局部保持有效的抗结核药物浓度是临床研究的方向。该材料的构建能为结核病灶清除术后骨骼缺损的修复提供全新的思路和方法。我们在成功建立脊柱结核模型兔及制备利福喷丁缓释微球的基础上，对兔脂肪干细胞进行体外分离培养及鉴定。同时，研究利福喷丁缓释微球对脂肪干细胞增殖及成骨作用的影响，进一步研制脂肪干细胞＋利福喷丁缓释微球＋PLGA/n-HA支架的抗结核性骨组织工程复合体。期望抗结核性骨组织工程复合体既能修复骨结核病灶清除术后的骨缺损，又能在局部保持有效的抗结核药物浓度，预防复发并促进骨融合。

目的：本研究通过建立动物模型、改变常规长期口服给药途径为具有缓慢释放作用的骨组织工程复合体治疗兔脊柱结核，并观察复合体对兔脊柱结核治疗作用。.方法：取0.1 mL H37Rv结核菌注射新西兰大白兔腰4/5椎间盘组织予以造模，取新西兰大白兔腹股沟脂肪组织，获得脂肪干细胞，经体外成骨诱导并茜素红染色鉴定。复乳-溶媒挥发法制备的利福喷丁聚乳酸缓释微球，并取第3代兔脂肪干细胞悬液400μL与利福喷丁聚乳酸缓释微球3㎎混合后缓慢滴加到羟基磷灰石/β-磷酸三钙支架上，通过茜素红染色鉴定成骨诱导、电镜及光学显微镜观察形态并且体内、外观察释药性。再将复合体植入经脊柱结核病灶清除的兔脊柱骨缺损处，观察其治疗及骨质愈合作用。.结果：经0.1 mL H37Rv结核菌注射新西兰大白兔腰4/5椎间盘组织观察3月后，通过大体、病理学及影像学等鉴定造模成功率达85%。脂肪干细胞经成骨诱导剂：DMEM生长液+维生素C（50µmol/L）+β-甘油磷酸纳（10mmol/L）+地塞米松（1×10-7mol/L）培养14天后，经茜素红染色出现深红染色的许多结节。经复乳-溶媒挥发法制备的利福喷丁聚乳酸缓释微球粒径分布均匀、表面光滑、形态呈球形、载药率及包封率较高。第3代兔脂肪干细胞悬液400μL与利福喷丁聚乳酸缓释微球3㎎混合后缓慢滴加到羟基磷灰石/β-磷酸三钙支架后，兔脂肪干细胞相互融合呈膜状，并将微球牢固固定在支架表面，构建的三维抗结核性骨组织工程复合体体内、外缓慢释药，并且重要脏器无明显药物累计。将抗结核性骨组织工程复合体植入经病灶清除的兔脊柱缺损处，具有有良好的抗结核及促进骨缺损愈合作用。.结论：我们构建的抗结核性三维骨组织工程复合体既能促进骨愈合又能在局部保持有效的利福喷丁药物浓度，有效预防结核复发，对骨关节结核的治疗指明新的治疗方式。