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1研究背景软骨内骨化是一种骨组织沿软骨模板进行生长的过程,它发生于骨骼发育过程、骨折愈合和骨生长板的骨形成过程中,并涉及从富含Ⅱ型胶原纤维及聚集蛋白聚糖的无血管软骨区向富含Ⅰ型胶原纤维和矿物质的血管丰富的骨组织的转变。在软骨内成骨过程中,软骨细胞的前体间充质细胞分化为软骨细胞,随后软骨细胞增殖并成为肥大的成熟软骨细胞。肥大的软骨开始钙化,软骨基质降解并出现血管长入,肥大软骨细胞开始凋亡,随后骨质开始沉积于钙化的软骨小梁中。虽然越来越多的研究涉及软骨内骨化基质,但其中各个部分的确切关系仍未明确。骨的愈合是一个涉及类骨质降解和基质矿化的复杂过程,在这个过程中基质金属蛋白酶及其抑制剂起着重要的作用。基质金属蛋白酶的活性受到基质金属蛋白酶组织抑制剂(TIMPs)的调节,TIMPs通过形成非共价键结合的双分子复合物及阻止MMPs前体结合的方式使MMPs失活。TIMPs和MMPs在骨的发生和重构中起着重要的作用。骨缺损的修复提供了一个软骨成骨的很好的模型,因为它模拟了骨骼发育过程中的生长步骤。骨缺损的修复不仅是一个软骨和骨快速生成的过程,而且还是一个细胞外基质广泛降解的过程。骨生长板中MMP-3及TIMP-1的表达情况对骨缺损修复过程中的MMP-3及TIMP-1的表达的研究具有参考价值。本研究运用免疫组织化学的方法观察MMP-3及TIMP-1在兔腰椎骨骺中的表达随着时间的变化情况,并观察MMP-3及TIMP-1在骨缺损修复过程中表达的变化,从而判断不同骨材料介导的骨修复的成骨能力的区别。2研究目的观察MMP-3及TIMP-1在骨缺损修复过程中表达的变化,从而判断不同骨材料介导的骨修复的成骨能力的区别。3实验方法新西兰白兔30只,通过经腹前路手术显露下腰椎,利用牙科磨钻建立兔腰5/6、腰6/7、腰7/骶1椎间缺损的模型。腰5/6椎间缺损区不植入任何材料,作为阴性对照组；腰6/7椎间缺损区植入可注射型纳米羟基磷灰石/胶原复合材料,作为实验组；腰7/骶1椎间缺损区植入已临床使用的固体型纳米羟基磷灰石/胶原复合材料,作为阳性对照组。随机选取动物,分别在术后4周、8周、10周、12周、16周、20周处死动物,取腰椎标本,制作每只动物腰5/6、腰6/7、腰7/骶1椎间区域的组织切片,用兔MMP-3抗体、TIMP-1抗体等一抗进行处理,再用上述抗体的相应的二抗抗体进行处理,并做显色处理,得出组织块中特定区域中MMP-3和TIMP-1的表达情况。4实验结果在实验组和阳性对照组中,骨缺损的修复主要通过软骨内成骨方式进行修复。在修复过程中,软骨细胞表达基质金属蛋白酶-3(MMP-3)及金属蛋白酶组织抑制剂-1。其中随着时间的推移,MMP-3及TIMP-1的表达量呈现先上升后下降的趋势,前者的峰值出现在术后12周,后者的峰值出现在术后16周。在峰值到达前,用可注射型纳米羟基磷灰石/胶原人工骨材料填充的实验组椎间骨缺损的MMP-3及TIMP-1的表达程度高于用固体型纳米羟基磷灰石/胶原人工骨材料填充的阳性对照组椎间骨缺损中的MMP-3及TIMP-1的表达程度。5结论可注射型纳米羟基磷灰石/胶原人工骨材料介导的骨修复比固体型纳米羟基磷灰石/胶原人工骨材料介导的骨修复具有更高的成骨能力。