体内临界尺寸骨缺损的临床前

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1、体内临界尺寸骨缺损的临床前1 范围本标准给出了预期修复或再生骨组织植入物骨形成活性的体内临界尺寸骨缺损评价通则；对骨缺损动物模型的制备、骨缺损部位及范围、缺损类型、植入物的制备和评价提供了 相关参数。本标准适用于部分临界尺寸骨缺损模型的制备，以及合理利用临界尺寸骨缺损模型对具 有诱导或促进骨生长的骨组织工程医疗产品的测试和评价。2 规范性引用文件 下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。GB 14925实验动物环境及设施GB/T 16886.1医疗器械生物学评价第1部分：风险管理

2、过程中的评价与试验 中华人民共和国药典（2015版）四部3 术语、定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1骨再生 bone regeneration生成在组织学，生物化学和力学性能上类似于天然骨组织的骨形成过程。3.2骨修复 bone repair通过细胞增殖和新的细胞外基质合成使创伤骨组织愈合的过程。3.3密质骨 compact bone是一种骨化的结缔组织，其特征为具有骨单位的板层骨。板层骨由高度规则的同心薄板 样结构组成。3.4皮质骨 cortical bone骨组织的两个主要类型之一。皮质骨致密，形成骨的表面。3.5临界尺寸缺损 critical size defect (CSD)自然

3、发生的或者是人为制造的一种骨缺损，在没有外界干预的情况下不会愈合。在临床上，这个词适用于健康成年人出现缺损后连续观察6个月不愈合的情况。3.6骨干 diaphyseal指的是长骨中段。3.7软骨内骨化 endochondral ossification骨形成的两种主要类型之一，软骨基质首先形成，随后被骨组织替换。注1：脊椎动物的大多骨生长都属于软骨内骨化，特别是长骨。注2：骨形成的另一个主要机制为膜内成骨，骨组织直接形成，不需要软骨预先生成；它主要发生 在扁骨（颅骨）的形成中。3.8生长板 grow th pla te在长骨的骺区里，是软骨内成骨生长区。注：在骨骼发育成熟的动物中生长板是融合的

4、。3.9长骨 long bone它的长度大于宽度，主要通过骨干的延伸生长。长骨包括股骨、胫骨、腓骨、肱骨、桡 骨、尺骨、掌骨、指骨、跖骨、趾骨。3.10骨髓 marrow骨髓腔里填充的红色或黄色的柔软胶状组织，颜色取决于造血组织占优势（红色）还是 脂肪组织占优势（黄色）。注：红骨髓也被称为骨髓组织。3.11基质mat rix本标准中，基质可指外源性植入支架或来自宿主的内源性细胞外物质（也称为细胞外基 质）。3.12干骺端 metaphyseal附属于长骨致密的末端。3.13重塑 remodeling指旧骨从骨骼上移走（骨吸收），且新骨增加（骨形成）的伴随终生的过程。3.14残留时间 resid

5、ence time材料（合成的或天然的）从植入宿主组织到不能从宿主组织检测到的时间。3.15骨成熟期 skeletal maturity骺板融合的年龄。注：在啮齿动物中，骨骼发育成熟的动物特征是有成熟的生殖腺。3.16松质骨 trabecular bone以骨髓包围针状骨为特征的骨化的骨结缔组织。3.17负重与非负重模型 weigh t-bearing versus non-weigh t bearing models负重是指作用于患者或实验动物手术腿上的重量，通常以体重的百分比描述。注1：非负重意味着腿不能接触地面（即，支持0%的体重）。 注2：完全负重意味着腿在迈出一步的时候可以承受身体1

6、00 %的体重。4 动物模型4.1 概述本部分描述了用于确定动物模型，骨缺损位置和尺寸的选项,详细参见附录A。给出了选 择大鼠和兔子模型的考虑。其他动物模型的考虑可参见附录A。使用这些动物模型进行研究时应遵守国家对实验动物护理和使用的管理规定，在实验前 要通过实验动物护理和使用机构的检查和批准（必要时可咨询兽医师后制定研究计划）。4.2 缺损尺寸4.2.1 大部分人类骨折的部位发生在长骨，因此，在动物模型中一般采用长骨缺损模型来 评价骨修复/再生。骨修复的临界尺寸缺损评估常见动物模型参数参见附录A。4.2.2 原则上讲，临界尺寸缺损可位于两个干骺端和骨干的位置。本文件只描述长骨骨干 部的缺损。

7、4.2.3 关于缺损尺寸和动物的体重、解剖结构、步态等方面在动物种属之间存在明显差异， 因此对骨缺损有动力学、运动范围和力学等方面的影响。这些因素影响骨的构造和结构，在 对骨损伤或疾病的反应中发挥了重要作用。使用者应该谨慎考虑动物模型是否适合于植入TEMPs的研究阶段。4.2.4 力学载荷能影响骨修复。在所有力学生物学因素中，间歇静水压力和载荷应力在调 节骨发育和维持、以及退化中起重要作用。力学载荷强度或持续时间对植入TEMPs以及周围 天然骨的影响依据解剖部位不同而变化。所以，选择评估植入效果的缺损部位时应考虑到力 学载荷对植入物性能的影响。4.2.5 建议选择适当的动物种属和解剖部位。要具

8、有足够大的尺寸，能充分研究和优化设 想为人使用的植入物配方、设计、尺寸等，特别是在开发产品的后期。4.2.6 较大的动物可能更适于骨缺损修复的研究，特别是在与人相近的解剖部位。4.2.7 较大的骨缺损一般需要一种固定方法来固定植入物，以减少植入物脱位。固定植入 物的方法会对周围的宿主组织和修复组织产生不利影响。因此，以不需要固定的TEMPs模型 实验结果来预测需要固定的较大动物模型和人的结果时，需要考虑这个因素带来的差异。4.2.8 对于每个种属，临界尺寸缺损被定义为该动物在不经治疗的情况下，不能修复的最 小尺寸。临界缺损尺寸因动物种属不同而不同，当设计植入物尺寸和固定方法时，应认真考 虑。作

9、为一个经验法则，骨缺损（由骨切除形成）的长度至少应等于所选骨直径的1.5倍。 一些学者建议至少是所选骨直径的 2 倍。4.2.9 骨切除段的骨膜是否保留会影响骨缺损的愈合。在多数的临界尺寸骨缺损研究中， 骨膜都被切除。在报告结果时，应说明骨膜是否切除。4.2.10 每个研究应包括一个空白的缺损对照组，以证实该模型是一个临界尺寸的缺损。如 果模型非常成熟，为节省动物数量，宜考虑使用历史数据，而不是实际对照动物，除非这不 利于研究的目标。例如，在关键的临床前概念验证研究中，同步对照可能是适当的。4.2.11 通常建议采用单侧缺损模型。尤其对于使用四肢进行负重（尤其是山羊，绵羊和马） 动物的负重位置

10、。4.3 力学影响因素4.3.1 由于跳跃或跑步而使植入物受极端和高度变化的力学影响，会增加观测结果差异。4.3.2 应仔细考虑使用负重和非负重模型对结果带来的潜在差异。4.4 染色体性别4.4.1 由于循环类固醇对软骨和骨的代谢及再生的影响，染色体性别的选择应该加以考虑。 不能使用在哺乳期的动物。为了某些目的，采用年龄较大或卵巢切除的雌性（特别是大鼠）， 可用于模拟骨质疏松的情况。4.4.2 建议在同一组实验中使用相同的性染色体动物，并且需要在报告中说明。研究者应 该意识到性别间可能存在差异，需要适当的统计学分析。4.5 年龄4.5.1 骨生长过程经历代谢的动态变化和重塑。由于这些生理过程对

11、组织修复的影响，宜 使用骨发育成熟的动物。实验组动物的骨骺生长板宜已经融合。如有必要可通过X线平片摄 影判断不同种属动物间的骨成熟差异。4.5.2 年长的动物有骨量减少的倾向，并且骨缺损修复能力下降。如果认为特定条件对 TEMPs 的评估是重要的，应该使用一个相适应的模型。4.5.3 间充质干细胞池、对生长因子的响应性和细胞的代谢活动一般随年龄增长而下降。 因此，依赖于自身细胞数量和活性的修复过程，在年长动物中可能会受影响。4.6 饮食或并发症在一般情况下，采用正常饲养条件下的健康动物进行研究。然而，也有通过添加氟化物， 以及禁止摄入维生素D和/或钙等方法制作具有骨病的动物模型。在考虑伴有影响

12、骨修复的系 统性疾病患者治疗时，考虑使用模拟该疾病或条件的非临床模型是适当的。4.7 研究期限4.7.1研究的时间长短取决于TEMPs的开发阶段，使用的动物种属，缺损的大小，植入物 的组成和设计。4.7.2大鼠和兔子的小缺损模型，植入8周12周即可提供植入物停留时间，TEMPs的固 定以及修复类型的相关信息。4.7.3 使用较大的动物（狗、绵羊、山羊），8周 12周的研究周期对于获得缺损内植入 物的生物相容性，细胞的早期反应，植入物存留状态和条件等信息是有限的。4.7.4 基于组织学观察结果判断成功修复骨缺损和骨重建，需要超过3 个月的研究周期。4.7.5 根据不同的研究目的，建议在缺损完全愈

13、合之前对一个或多个组进行评价。当将一 种新材料和标准材料（如自体骨）进行比较时，两组之间的差异可能在早期最大，之后随时 间延长而消失。一般而言，需要通过统计学分析来比较研究的结果。4.8 动物数量每组使用的动物数量需要满足统计学分析的要求。所需动物数量取决于所用动物间的差 异、手术治疗的一致性、评价方法的准确性、实验过程中预期的动物损耗率以及分析数据的 统计学方法。另一个重要因素可能是研究目的（例如，比较空白缺损组或不同植入物组的可 行性和效果）、和治疗的差异性（例如，加入细胞/生长因子，植入物的尺寸）。如果各组 模型已经建立完善（源于文献或预实验结果），那么试验所需实验动物的数量可从现有的数

14、 据中查询。试验研究表明，利用组织学和力学性能方法评价的试验中，每组6只8只动物是 合适的。文献中所记载的每组动物的数目，参见附剥。4.9 动物种属4.9.1 大鼠模型4.9.1.1 大鼠是开发早期最常用的试验动物，因为其价格低廉，饲养空间较小以及容易饲养。 最常使用的模型是股骨缺损模型。4.9.1.2由于股骨是负重部位，其缺损必须通过内固定或外固定使其稳固。由于动物的尺寸 偏小，其固定系统一般需要定制。可使用螺钉、克氏针或者环扎术固定板材（聚合物或金属） 作为固定系统。4.9.1.3典型的缺损尺寸是5 mm，可使用锯或牙科钻切除骨干中部。在切除中要注意不要损 伤坐骨神经，术后腿的废用将延迟缺

15、损的愈合时间。要了解更多细节，请参见附录A。4.9.2 兔子模型4.9.2.1 相对于大型动物（狗，绵羊或山羊）来说，兔子作为试验对象是很经济的。4.9.2.2 相对于其它骨缺损评价所使用的种属而言，兔子的皮质骨厚度较薄。4.9.2.3 由于兔桡骨是管状的，更适宜采用影像学、组织学和力学方法进行评价。4.9.2.4 尺骨或桡骨的临界尺寸缺损模型无需固定，因为另一块骨可以起到稳定作用。4.9.2.5 典型的缺损尺寸是15 mm 20 mm。注：一些研究中指出15 mm的缺损可能是不够大的。4.9.2.6试验一般选择生长板闭合的成年兔（大约20周龄）。在年轻的动物中，如果手术 腿中的完整骨可能过度

16、负重，将导致生长板滑动而被排除出试验组。4.9.2.7 如果力学性能测试是结果分析之一，那么兔尺骨模型是有一定风险的，因为桡骨易 于附着在缺损部位（融合）。扭转试验的旋转轴很难重复，横截面积也难以测量。5 缺损部位5.1本标准重点关注长骨的骨干中部节段性缺损。CSD模型举例参见附录B。5.2 建立典型骨干骨缺损模型的骨包括尺骨、桡骨、胫骨、腓骨和股骨。但不是所有动物 各部位缺损都有报道。5.3 注意事项也应包括在实施外科手术和固定时的难易程度。5.4 临界尺寸节段性骨缺损对称模型通常被认为是不可取的，这是出于人道的原因，也可 能会对数据的完整性产生影响。6 关节的负重和制动6.1.1 应综合考

17、虑动物关节构造、尺寸以及步态来确定合适的制动方法。6.1.2 在术后任何时候均可使用夹板、外固定器和支具来减少关节运动。应确定一个关节 恢复正常活动或活动不受限制的时间点。6.1.3 选择固定期应考虑废用性萎缩和其他潜在的消极因素对骨的影响。6.1.4 持续被动运动已被证明对人和动物骨损伤后的再生过程有一定程度的益处。在动物模型中的类似治疗方法由于可行性较差还没有被广泛接受。6.1.5 在术后护理中应考虑到使用支具和夹板会限制手术切口的护理。7 实验步骤7.1 植入物的准备7.1.1 所有植入动物体内的试验材料应进行无细胞毒性和生物相容性评价。植入物可以是 灭菌后在无菌条件下准备，或根据植入物

18、成分和功能可接受的方法在准备完毕后灭菌。7.1.2 如果适用生物负荷测试或无菌测试，应采用相关规范的方法进行。无菌测试可按照 中华人民共和国药典（2015版）。7.1.3可降解生物材料作为体内植入物的生物相容性评价见GB/T 16886.1。7.2 缺损制备7.2.1 缺损的制备应采用标准化且可重复的方法。7.2.2 为保证制备骨缺损的一致性，如果可行，可考虑使用模板或其他标尺工具。7.2.3 一项研究中所有动物的骨缺损应该使用相同类型的工具及手术器械。7.3 植入物的移植和固定7.3.1 植入物的移植需要按照标准化和可重复的方法操作。7.3.2 应注意确保植入材料周围的骨不过度损坏且植入的植

19、入物与相邻缺损断面相接触。7.3.3 骨缺损应以一个标准的、可重复的方法固定。7.4 痊愈和饲养7.4.1 痊愈条件应该旨在减少潜在的应力和过度运动。7.4.2所有饲养条件都应该符合GB 14925。7.4.3 应经常监测、观察并记录试验动物，确定其健康和身体状况。7.4.4 放养动物的健康状况应该事先经过兽医确认。7.5 实验周期7.5.1 使用夹板比标准化的绷带包扎更能减少关节运动和负荷，需要注意的是，在选择治 疗周期长度时，应考虑废用性萎缩和潜在的负面因素对骨愈合的影响。7.5.2如适用，X线照片可用于评估植入物的位置。7.5.3 康复后，大型动物宜在受保护的围栏中至少饲养9天。经过这一

20、时期的动物可以留 在受保护的养殖栏内或在群体内自由活动。7.5.4 宜请有资质的兽医定期检查动物，以发现任何异常迹象。7.5.5 根据研究目的应指定取材时间。通常情况下，选择一个早期的时间点（例如，检查 植入物对早期愈合的影响），以及一个或两个随后的时间点（次）（例如，当完全愈合或接 近完全愈合时），可参考附录B。7.6 尸检7.6.1 应根据我国相关规定以人道的方式处死动物。7.6.2 植入部位应与周围的软骨和骨组织一并取材。7.6.3 取材的组织应放置在溶液中，组织学（脱钙石蜡与非脱钙塑料包埋比较）、生物化 学或力学性能应与预期观察指标相一致。8 评价和结果8.1 组织学对于组织学处理程序

21、，可参阅ASTM F561 （医疗器械的检索和分析，及相关的组织和体 液）。组织学部分用于评估缺损内组织再生或修复的数量和质量。应连续地进行组织学切片 并染色，这样才能进行组织质量评价和钙化组织检测。标准的染色剂包括：苏木精和伊红、 甲苯胺蓝、改良三色染色等。应考虑脱钙与不脱钙的部分，这可能需要不同的染色方法。8.2 显微分析和计分8.2.1 组织切片应利用组织病理学指数进行不良组织反应分析。8.2.2 对骨植入物/组织工程医疗产品性能的评估，计分制被用来确定以下几个方面：骨痂 形成，缺损中新骨的形成（矿化/非矿化），骨移植物的再吸收，皮质重塑，骨髓变化，骨 结合（远端，近端）。此外，应该评估

22、炎症纤维结缔组织。8.2.3 组织形态计量学分析可被用于测量组织学参数，如厚度、集成、细胞数量和表面质 量。8.2.4 不到六个月的时间点不一定反映长期的结果，因为随着时间的变动，生化成分和修 复组织也有可能变化。8.2.5 短期组织学评估，可用于筛选和优化。长期的评估，应根据组织学和力学测量结果。8.3 X 线照片8.3.1在研究正在进行和结束时，X线照片是用来评价实验周期内新骨形成的数量和质量 的重要手段。8.3.2通常情况下，X线片应采取两个正交平面，以便评估时适当地校准和形成准三维视 图。8.3.3 X线照片显示的愈合可能是标志着一个研究可以结束的决定性因素之一。它应该与 其他指标结合

23、使用，例如，临床体征能够完全负重。8.3.4 涉及骨痂形成，桥接或结合（近端，远端），移植物外观和改建的各种影像学评分 系统已经公布。评分系统应在实验说明中明确指定。8.3.5在画面中包含一个金属片有助于X线片的标准化。8.3.6不能透过射线的植入物和固定材料可能影响从X线片评估愈合的能力。8.4 计算机断层扫描:8.4.1近年来，计算机断层扫描（CT）已经成为一种有用的工具，用于观察所采集标本骨 再生的三维成像，以及在体监测骨再生的修复过程。8.4.2 CT图像用来评估骨痂和骨（矿化组织）区域。同样也可用来纠正计算和解释力学测 试结果。8.4.3 CT分析最大的挑战是调整合适的阈值，保证骨缺

24、损中能够分辨新形成的骨和支架材 料。8.5 修复组织的力学测试8.5.1 通常需要将骨切开之后进行力学测试。当发现尺骨和桡骨有融合时分离需要小心。 样品制备可能将其部分嵌入树脂块里，保证适当的放置在固定装置中。8.5.2 长骨一般地宜一直测试到骨折。8.5.3 典型的测试方法包括3-或 4-点弯曲和抗扭强度测试。8.5.4 需考虑到并记录测试速度。8.5.5 通过典型压力曲线可以计算出强度（最大扭矩），硬度，折断的最大能量。如果能 从扭力测试中得到折断时的角度更好。8.5.6 建议监测和记录裂缝或折断发生处（在新形成的骨组织中或者骨缺损处之外的原生 骨）。9 分析统计分析应计算单个群组的平均值

25、和标准偏差，每个分级样本的总分。通过费歇尔恰 当概率试验，X平方检验，Kruskal-Wallis试验（方差的单向非参数分析）来分析各组得分 差异。附录A（资料性附录）骨修复的临界尺寸缺陷评估常见动物模型参数A.1 概述常见的动物模型除了大鼠、兔子之外，还有狗、羊等。大动物模型可能更有利于骨修复 的评价。使用大动物模型的评价参见A.2、A.3、A.4。表A.1给出了骨修复的临界尺寸缺陷 评估常见动物模型参数。A.2 狗模型犬科，如中型尺寸（约10 kg15 kg）的杂种动物，猎犬等都已经被用于临界尺寸的骨 缺损修复模型。已有研究认为犬科长骨包括尺骨、桡骨和股骨有助于骨缺损修复的评价。A.3 绵

26、羊模型A.3.1 在临界尺寸长骨缺损修复研究中，绵羊是在大型动物中较常用的骨修复模型。A.3.2 绵羊最常用的部位是跖骨和胫骨的中间部分。A.3.3在绵羊胫骨部分，典型的缺损尺寸约是2 cm到5 cm，而在跖骨部分，约是2.5 cm。A.3.4 绵羊的缺损模型应是单侧的骨缺损，双侧的骨缺损强烈建议不要使用。A.4 山羊模型A.4.1 与绵羊相比，山羊一般对人更友好，因此更容易操作。A.4.2 山羊应该通过血液测试筛选，排除患羊脑炎的个体。A.4.3 推荐使用山羊胫骨单侧的临界尺寸缺损模型，不推荐使用双侧的骨缺损模型。表A.1骨修复临界尺寸缺陷评估的常见动物模型参数注：A：小动物；B：大型动物；

27、F：股骨；T：胫骨；R：桡骨；U：尺骨；M：跖骨。物种常见类型成人等效的 年龄常用缺 损部位典型的临界缺陷尺寸（mm）固定的方法典型的结束 时间点评价鼠A （鼠）斯普拉格- 杜勒鼠，无 胸腺裸鼠， 菲舍尔，大 鼠，刘易斯6个月F5 mm10 mm聚乙烯/用 克氏针聚缩 醛板/螺丝8周24周组织学，X线片 /Faxitron，生物 力学兔A （天兔）新西兰，白色9个月R，U20 mm无（桡骨或 尺骨保持不变）8周12周组织学，X线片， 抗扭强度狗B （犬）小猎犬，猎 犬，杂种1年2年R, U, F21 mm25 mm前修复，板/ 螺丝12周24周组织学，X线片， 抗扭强度山羊B （公山 羊）瑞士

28、山2年3年T26 mm35 mm前修复26周组织学，X线片， 压缩强度羊B （绵羊）美利奴羊， 前阿尔卑 斯，其他2年3年T, M25 mm50 mm前修复，板/ 螺丝，髓内 钉16周24周组织学，X线片， 扭转或压缩强度附录B（资料性附录）CSD模型举例B.1大鼠股骨节段CSD型号示例参见表B.l。表 B.1 大鼠股骨节段 CSD 型号示例类别Yasko 等Chen 等Oakes 等Tsuchida 等Vogelin 等Jager 等Betz 等引用JBJS-A,74(5),659 - 670,1992J Orthop Res,20(1):142 - 50,2002ClinOrthop Re

29、lRes, 413:281 - 2 90, 2003J OrthopRes,21(1):44 - 53, 2003JSBS-A,87(6):1323 - 31,2005BiomedTechnik,50(5):137 -142,2005JSBS-A, 88A(2):355-365,2006类型斯普拉格- 杜勒鼠斯普拉格- 杜勒鼠无胸腺或者 裸体天生的费舍 尔344;布朗挪威Lewis大鼠，无胸腺rnu裸大鼠斯普拉格- 杜勒鼠性染色体雄性雄性未指定雄性，雌性雄性N/A雄性年龄成年未报道未报道未报道3个月成年成年体重325 - 350 g351 - 468 g未报道90 - 240 g34510.4

30、 g未报道400 - 425 g组的大 小（n）1518 (3+3+12)(共 90)6-84组(10+10+15+15)7(pilot);12 (pil ot);4224+12+12缺损尺 寸5 mm6 mm8 mm6 mm10 mm4 mm5 mm骨膜切 除？未报道未报道是N/A2组使用骨膜 瓣；否则切除 超过20mm是是单侧/双侧单侧单侧双侧单侧N/A单侧单侧固定聚乙烯板，克氏针聚乙烯板;克氏 针，钢丝环扎板/ K线/钢丝环扎聚乙烯板;克氏针板（6孔，1.5 毫米）/螺丝IM钉（不推荐 使用）；外固 定支架外固定支架植入材 料RhBMP-2+失活 的鼠DBM0P-1+胶原蛋白以透明质酸

31、钠或甘油为 载体的人源 脱钙骨基质 浆料Allogen.Mesench SCOPLA-HY无腺病毒携带rhBMP-2基因植入物体积10mg （重组）未报道未报道N/A(直径10 mm*3.7mm)N/AN/A持续时 间9周9周16周24周8周10周56天（8周）X线片1、2、3、4、5、6、9周2、4、9 周4、 8、 16 周2、4、6、8 周4、8周每周每周X线平片分级（定0-5级(5= 100%愈合)(BioQuantworkstation)0-5 (5 =100%治愈)5分制无无3类（愈 合，形成， 没有形成）量）组织学未脱钙的，脱钙（多重染色）福尔马林，脱水， 包埋；75-100 u

32、m 切片（苏木素/伊 红）非脱钙（甲苯胺蓝）（甲醛）脱钙，5卩m切片（苏木）(Goldner-Ma sson三色染 色)无（甲醛）软 化水（苏木素， 伊红，番红0-快绿）生物力 学测试是N/A否（“报 在别处“）N/AN/AN/A5弧度/分 钟空白对照组未报道在 10 周：12/12 新骨形成不足 9%36 肢；16 周中没有愈 合未报道全部空白缺损其他评估动态的放射性同位素骨显像未报道未报道pQCT形态计量学N/A形态计量 学，microCT ，双x-射线 骨密度B.2兔前臂节段CSD型号示例参见表B.2.表 B.2 兔前臂节段 CSD 型号示例尺骨类别Cook 等Bostrom 等Smit

33、h 等引用JBJS - A,76(6):827 - 38, 1994Clin Orthop Rel Res.(327):272 - 82,1996J Controlled Release 36(1-2),183 - 195, 1995品种新西兰白色新西兰白色新西兰白色性染色体雄性雄性尺骨：混合；桡骨：雄性年龄成年6个月最小6个月体重4-5 kg3. 5-5 kg未报道组的大小（n）总共30： n =6为对照组，2-3对于剂量反应组共 50; n = 10n =10尺骨组，n =8或n = 10为桡骨的 群体缺损大小1.5 cm2.0 cm20 mm 尺骨；2.0 mm 桡骨；1.5 mm 非临

34、界尺寸骨膜切除？（是）是（桡骨也切除）去除骨段（未报道）单侧/双侧双侧（单侧，1组）双侧尺骨（双侧）固定术没有（没有必要，桡骨保 持不变）没有（桡骨保持不变）没有植入材料胍提取物，不溶性兔DBM 复合 rhOP-1RhBMP-2复合PLGA微球自体血RhBMP-2复合PLGA微球 自体血液或CMC； ICBM植入体积125mg载体约 550 uL=479616mg持续时间12周8周8周尺骨-8/12周桡骨X线片每周两周两周X线平片分级（定量）无5分，分级：0-4(4 = 76T00%)6 分，分级(5 = 80-100%)组织学非脱钙（碱性品红，甲苯 胺蓝；von Kossa, Goldner

35、 三色染色法）非脱钙（苏木素，伊红；GOLDNER-Masson三色染色法）脱钙（苏木素，伊红）生物力学测试（未冷冻）扭转至失效（50mm/分钟）（冷冻）扭转至失效;缺陷 分析分类未报道空白对照组未报道无其他评价未报道未报道未报道B.3犬骨节段CSD模型示例参见表B.3。表B.3犬桡骨节段CSD模型示例类别Bruder, et al(1)Cook, et alItoh, et alSciadini, etalArinzeh, et al引用JBJS-A,80-A(7):985 - 996, 1998J Ortho Trauma, 12(6): 407 - 12, 1998J Vet Med S

36、ci,60(4):451-58, 1998J Ortho Res, 18(2):289 - 302, 2000JBJS-A, 85A(10):1927 - 35, 2003品种猎犬杂种比格犬杂种猎犬性染色体雌性雄性雄性（3），雌性（6）雄性（18），雌 性（9）未报道年龄成年2岁4岁1.8岁2.5岁（平均2.7）体重(20.3 1.1) kg9.2 kg14.8 kg(平均12.9)21.7 kg38.8 kg22 kg25 kg分组情况（n）15168(4 /组)27 (3/5 组)12缺损大小2.1 cm2.5 cm (21.5D)2 cm2.5 cm2.1 cm骨膜去除？是是是是是双侧/

37、单侧单侧股骨双侧尺骨双侧尺骨双侧桡骨单侧（未报道）固定术加长板（辛迪思）无（桡骨完整）骨板外固定支架加长板（辛迪思）植入材料HA/ TCP复合MSCs和单独HA/TCP或空白rhOP-1 （28），单独 胶原（2）,没有植入物（2）BMP2 + PLGA/胶 原胶(0,40, 160,640 P-g)胶原+ BMP-2(0,150, 600,2400 Pg)MSCs 复合 HA/TCP（与组织学对照）植入体积空心管：外径14 mm X21 mm 长3.5 ml1.6 cm33 cm3(1-4 组)；1.33(5 组)，6 cms(7 组)中空管：外径14 mmx 21 mm 长持续时间16周1

38、2周16周12, 24 周；48 周(1)16周X线片4, 8,16 周0,2,4,6, 8,12 周0, 2, 4, &12, -24 周4, & 16 周X线平片分级（定量）N/A分级：0 - 6X射线骨密度仪 （骨密度），05密度（微图像/ 图像分析）N/A组织学非脱钙托尔蓝或 麦克尼尔亮绿染 色，组织形态计 量学非脱钙-50 Am, 5 Am 切片，碱性品红和 托尔蓝脱钙H&E未脱钙，矢状和 纵向切片，改良托尔蓝脱钙和未脱钙，托尔 蓝，组织形态计量学生物力学测 试N/A扭转至失效（8小 时内），50mm/min,6cm 杠杆臂未报道福尔马林固定 后扭转至失 效,50mm/min,6 c

39、m杠杆N/A空白对照？有（3）。没有愈 合；16周后只在 边缘处有少量骨有（2）。只有边缘 有少量骨；纤维填 充无无无，使用组织学空白对照 （Bruder,JBJS-A, 1998）评论全部恢复正常 负重功能B.4山羊骨节段CSD模型示例参见表B.4。表B.4山羊骨节段CSD模型示例类别Buma 等Dai等引用Biomaterials 25(9): 1487 - 95, 2004Calcif Tiss Int, 77: 55 - 61, 2005品种山羊山羊性染色体未报道年龄未报道1岁体重未报道18.6 kg31.5 kg组的大小（n）未报道26 (9/6/6/3/2)缺陷大小3.5 cm2.

40、6 cm骨膜去除？否是双侧/单侧未报道单侧（R）胫骨固定术IM棒，螺丝环形外固定架植入材料未报道双相煅烧骨+MSCs 土转导的BMP-2植入体积未报道外径16 mm x长度25 mm (内径7 mm)持续时间26周8 周(n = 1/组)，26 周X线片未报道4,8,16,26 周X线平片分级（定量）未报道与小鼠体内的植入物对比组织学未报道脱钙,H&E生物力学测试扭转失败外植体的抗压强度空白对照未报道是（2）No union; minimal bone formn其他评估未报道未报道B.5绵羊骨节段CSD模型示例参见表B.5。表B.5绵羊骨节段CSD模型示例类别Gao, et alGugala

41、, et alMarcacci, et alKon, et al引用Acta Orthop TraumaSurg, 116: 290- 294,1997J Ortho Trauma,13（3）: 187 - 195,1999Calcif Tissue Int,64: 83 - 90J Biomed Matls Res, 49:328 - 337, 2000品种绵阳瑞士羊意大利 massese 羊意大利massese羊性染色体未报道雌性雌性雌性年龄成年6岁7岁2岁2岁体重平均 51 kg （41 - 66 kg）50 - 60 kg组的大小（n）19 （11/8）18 （3/组）5 （1/组）4

42、 （2/组）缺陷大小2 cm4 cm3.5 cm3.5 cm双侧/单侧单侧（左侧胫骨）双侧胫骨（未报道）单侧（左侧胫骨）单侧（左侧胫骨）骨膜切除？未报道是是与 Marcacci 一样固定术外部环+线（11）, 自动压缩板（8）AO外固定+骨圆针外固定（VM-JetCiTiEffe,意大利）外固定（VM-Jet CiTiEffe, 意大利）植入材料TCP 垫片（11），无（8）PLGA 膜 or CBM（自 体/异体）多孔空心HA柱HA柱或HA柱复合MSCs植入体积未报道（柱2cm长）未报道（35 mm x 20 mm D; 10 mm中心孔）持续时间16周16周直到270天8周X线片术后3,

43、6, 12, 16周0,每两周0,每20天0,每20天;术后X线片X线平片分级（定量）Displ指数（DI）对最大 侧向未报道未报道未报道组织学未脱钙（van Gieson 染色）和脱钙（阿尔 新蓝）脱钙和未脱钙吉 姆萨和伊红脱钙（H&E,Mallory,PAS,阿尔新蓝）未脱钙切片；图像分析骨形成百分 比生物力学测试N/A一无压痕其他评价CT （8, 10,-16 周）microradGross exam, microrad, SEM空白对照是.16周时对照组的 缺损无愈合否.但无愈合没有 自体/异体缺损无否.控制=HA柱w / o细胞;部分骨生长类别Blokhuis, et alPetit

44、e, et alGugala andGogolewskiViateau, et al引用J Biomed Matls Res,NatureInjury, 33:Amer J Vet Res, 65:51(3):369 - 375, 2000Biotechnol, 18:959 - 63, 2000SB71 - SB76, 20021653 - 1657, 2004品种羊羊瑞士的山羊皮预阿尔卑斯羊性染色体雌性未报道未报道雌性年龄未报道未报道未报道2岁体重50 Kg75 kg未报道未报道平均60 kg组的大小（n）31 只(n = 8 or 7/组)未报道3只/组18 只(3/3/5/7)缺陷大小

45、3 cm6, 12, 15, 25 mm长4 cm长0.5，1，1. 5，2X直径（平均 6，13， 25 mm）双侧/单侧单侧胫骨跖骨胫骨（单边）左跖骨III及IV骨膜去除？是的（骨段切除）固定术A0非扩髓胫骨钉，锁紧螺栓板/6个螺丝A0外固定架动力加压接骨板植入材料磷酸钙，CP/ BMA,自 体移植，空珊瑚W/W/0细胞膜（6）配置;2组包括自体无，自体（4组）植入体积未报道未报道未报道未报道持续时间12周16周16周16周X线片12周（接触）4, 8, 12, 16 周每周通过16周0, 4, 8, 12, 16 周X线平片分级（定量）0 （none） -4（断缘少量骨）定性;量骨 附着

46、在microrad组织学脱钙，托尔蓝&GOLDNER 三色脱钙，皮质骨和松 质骨区未脱钙;定性未脱钙，Stevenal蓝染色生物力学测试扭转至失效N其他评估QCT, DEXA空白对照有。与CP颗粒,CP+骨 髓相比扭转刚度更大有。无骨性愈合。少量成骨无有（3组）。对照组均无愈合。可 见骨吸收和纤维组织类型Zhangua, et alRegauer, et alViateau, et alPluhar, etalViateau, et al引用J Huazhong Univ SciTechnol, 24(10):62 - 67, 2004Bone, 38(4):564 - 570, 2006Ve

47、terinary Surg,35:445 - 452, 2006JBJSBr,88B:960 - 966,2006JOR, 25:741 - 749, 2007品种羊美利奴羊前阿尔卑斯羊羊前阿尔卑斯羊性染色体未报道未报道雌性雌性雌性年龄20.5 年成年2年骨骼发育成 熟2年体重3510 kg平均60kg平均70kg平均60kg组的大小（n）20 只(8/8/4)19只11只26只(10/10/6)21只缺陷大小2.5 cm 长5 cm2.5 cm5 cm2.5 cm双侧/单侧单侧跖骨单侧胫骨左跖骨单侧胫骨单侧跖骨骨膜去除？未报道未报道未报道是是固定术未报道IM杆压缩板，支具（第一次髓内钉压缩板

48、手术）植入材料多孔HA复合MSCs,多孔HA,或空白OP-1/ 失活 DBM,OP-1/失活DBM复 合自体骨，单独自 体骨PMMA垫片6周、然后自体骨或空白胶原/ OP-1; 胶原/ OP-1 /CMC,空白PMMA垫片6周；然 后自体骨颗粒，自 体骨颗粒复合细胞 或空白植入体积未报道4000 mm3持续时间6, 12, 24 周12周6 mos 2日手术后4个月2次手术后6个月X线片分级（定 量）6, 12, 24 周Faxitron, 12 周未报道每月（5 /组）每月“分级”的X 射线（定量）0 - 4定性；愈伤组织厚度未报道未报道未报道未报道组织学未脱钙；自体移植未脱钙;扫描电镜脱钙 H&E, Masson 染 色等;胶原I免疫染 色，CBFa (preOBs), CD14 (macs), RANK (preOCs)未报道未脱钙-Stevenolo 蓝染色，Van Gieson picrofuschine生物力学测试压缩强度（载荷10N/mm ）未报道未报道扭转强度、 模量、硬度（100 hz）未报道其他评估未报道未报道CT未报道CT空白对照是（4）。24周未愈合无是。无骨愈合;只有皮 质骨断端有骨沉积是。无愈 合,60%纤维 填充物。力 学强度显著 低于治疗组是。仅切缘有骨生 长，缺损内填充纤 维组织