重组人骨形态发生蛋白2及制动因素对兔肌腱端重建的影响

背景:骨-肌腱结合结构的重建可能类似于软骨内成骨,只有形成坚固的止点,重建的韧带才能够真正发挥其生理功能.重组人骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)可使未分化间质细胞、成纤维细胞、成肌细胞及骨髓的基质细胞逆转分化为骨系细胞.目的:观察rhBMP-2和制动因素对肌腱止点结构重建的影响.方法:新西兰白兔建立肌腱止点结构重建模型后,随机分成3组.向rhBMP-2短期制动组和rhBMP-2长期制动组实验兔靠近胫骨隧道入口的屈趾总腱内注入重组人骨形态发生蛋白2溶液20 μL,模型组不予注射.术后rhBMP-2短期制动组术肢石膏固定1周后拆除;rhBMP-2长期制动组和模型组兔术肢全程石膏固定.各组分别于手术后2,4,8周通过免疫组化法和RT-PCR测定隧道入口部肌腱中的Ⅰ,Ⅱ型胶原、骨碱性磷酸酶和骨钙素的表达.结果与结论:rhBMP-2可使肌腱止点结构重建兔Ⅰ型胶原、骨碱性磷酸酶和骨钙素表达水平随时间的延长而增加,而Ⅱ型胶原在术后增加至4周时表达至峰值,8周表达有所下降.注射rhBMP-2未对腱重建兔Ⅰ型胶原mRNA表达产生明显变化:而注射rhBMP-2可使Ⅱ型胶原、骨碱性磷酸酶和骨钙素mRNA表达显著增加(P<0.05),减少制动时间也能使Ⅱ型胶原、骨碱性磷酸酶和骨钙素mRNA表达显著增加(P<0.05).rhBMP-2能促进Ⅰ,Ⅱ型胶原、骨碱性磷酸酶和骨钙素的表达,并具有诱导肌腱内异位软骨成骨的作用,使肌腱端结构重建成为可能;长时间制动阻碍肌腱附着点的重建.     

重组人骨形态发生蛋白2在下颌骨牵引成骨过程中的作用

背景:重组人骨形态发生蛋白2能诱导未分化的间充质细胞不可逆地分化形成软骨和骨,从而导致新骨的形成.目的:观察在下颌骨牵引成骨过程中应用基因重组人骨形态发生蛋白2(rhBMP-2)对成骨的影响.方法:选用日本成年大耳白兔45只,随机分为3组,建立下颌骨牵引模型,分别将空白胶原、1.5mg和3.0mg重组人骨形态发生蛋白2胶原复合物植入下颌骨切开处,固定、牵引0.4 mm/次,2次/d,共计5d,总延长下颌骨4mm.在稳定期第1,3,7,14,28天分别处死各组动物,取牵引区新生骨痂行放射学及组织学检测.结果与结论:重组人骨形态发生蛋白2组中的新生骨组织较空白胶原对照组中多且成熟,3.0mg重组人骨形态发生蛋白2组较1.5 mg重组人骨形态发生蛋白2组新骨形成多且成熟.结果表明,重组人骨形态发生蛋白2能促进兔下颌骨牵引成骨,并且具有浓度依赖性.     

新型两亲性共聚物复合骨形成蛋白修复兔下颌骨缺损

目的:由于PLA-PVP两亲性共聚物具有亲-疏水微相分离的结构,与人体内血管结构相似,非常有利于细胞的黏附和生长。实验观察应用聚乳酸以及PLA-PVP/rhBMP-2复合物修复兔下颌骨缺损过程中材料与颌骨的结合况及颌骨缺损的修复情况,验证PLA-PVP作为人工骨支架材料的可行性。方法:实验于2005-06/2006-03在暨南大学医学院动物实验室完成。①造模:取健康新西兰大白兔26只,用牙科电钻在双侧下颌骨下缘造成约15mm×6mm范围的全层骨缺损,然后随机分为4组,rhBMP-2/PLA-PVP组8只,植入复合有rhBMP-2的PLA-PVP两亲性共聚物;PLA-PVP组8只,植入PLA-PVP两亲性共聚物;PLA组8只,植入PLA;对照组2只,不植入任何材料。前3组分别于2,4,8及12周各处死2只,对照组2只于术后12周处死。②观察指标:取材后行X射线、苏木精-伊红染色及电镜观察材料降解及新生骨生长情况,并应用Lunar Prodigy骨密度仪检测骨矿物质密度,以探明成骨的质量和成骨速度。结果:①各组材料植入后无感染和排斥反应,组织学及扫描电镜显示各组随时间的增长材料逐渐降解,新生骨组织逐渐替换材料并修复缺损区。②术后骨密度测量显示各组材料骨修复区随时间的增长密度逐渐增大,PLA-PVP/rhBMP-2组术后2,4,8,12周骨密度值明显优于PLA-PVP组和PLA组(P<0.01),PLA-PVP组优于PLA组(P<0.01)。③术后12周,PLA-PVP完全降解,PLA则有部分残留,对照组骨缺损区未能修复。结论:①PLA-PVP/rhBMP-2复合物具有良好的生物相容性和诱导成骨能力。②PLA-PVP生物相容性好,效果优于聚乳酸,可作为骨形成蛋白2的有效载体,有希望成为修复骨缺损的新型生物可降解材料。     

自体骨膜包裹肌腱复合松质骨匀浆及重组人骨形态发生蛋白2体内成骨重建月骨

背景:月骨摘除术后选择合适的月骨替代物填充遗留的空隙,是维护腕关节生物力学特性和良好功能的关键.目的:探讨自体骨膜包裹肌腱复合重组人骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)与松质骨匀浆植入自体关节腔后的成骨和骨化机制,以及作为月骨替代物重建月骨的可行性.方法:按随机数字法将45只新西兰白兔分成3组:骨膜包裹肌腱组、rhBMP-2组、单纯肌腱球对照组.分别以骨膜包绕肌腱团,1 mg rhBMP-2与游离肌腱、肌腱团块置入兔髌上囊.置入后3,6和9周取材,测量定量CT骨密度值,组织切片采用苏木精-伊红染色和免疫组织化学ABC法,在光镜下观察rhBMP-2分布.结果与结论:移植物植入后,早期骨膜包裹肌腱组rhBMP-2染色阴性,9周时阳性,之后呈阴性,表明其骨化形成主要是在骨膜成软骨作用基础上的成骨过程,而无rhBMP-2的作用;rhBMP组显示rhBMP-2分布及骨化明显强于骨膜包裹肌腱组,且随时间延长逐渐加强,9周时呈强阳性,主要分布于新生骨细胞簇和新生软骨细胞簇及周围,之后随骨细胞成熟量增多而逐渐减弱.单纯肌腱球对照组玻璃样变,最终呈胶原状rhBMP-2染色始终阴性.各组各时间点定量CT骨密度值经统计学分析,除3周时骨膜包裹肌腱组、单纯肌腱对照组间无显著性差异(P>0.05),其余各组间差异均有显著性意义(P<0.01).自体骨膜包裹肌腱复合rhBMP-2及松质骨匀浆植入物在骨rhBMP-2及松质骨匀浆中rhBMP-2的诱导作用下可形成大量骨和软骨,有较强支撑作用,为其用作月骨替代物提供实验依据.     

Smad7在兔下颌骨牵张成骨过程中的表达

背景:有研究表明Smad7可结合并抑制骨形成蛋白受体的下游信号,而骨形成蛋白可促进牵张成骨过程中的骨愈合,并且Smad7对软骨形成起到抑制作用,但Smad7在牵张成骨中的作用机制尚不清楚.目的:利用种植型牵张器增高兔下颌牙槽嵴,观察下颌骨牵张成骨过程中Smad7的表达规律.方法:将雄性日本大耳白兔24只随机分为对照组4只,牵张成骨组20只,其中牵张成骨组再按牵张时间点不同再随机分为牵张成骨1 d,1,2,4和6周组,4只/组.选取牵张成骨组兔左侧下颌骨行牵张成骨,其间歇4 d,开始种植型牵张器垂直增高兔下颌牙槽嵴.各组分别于牵张成骨后1 d,1,2,4,6周取材,在牵张成骨侧下颌骨行骨密度测量,用免疫组织化学法观察兔下颌骨牵张过程中不同时期Smad7的表达和分布.结果与结论:Smad7在正常下颌骨组织中有少量表达,在牵张后1 d下颌骨中的Smad7表达高于对照组(P<0.05).牵张成骨后1,2和4周组的Smad7表达比牵张成骨后1 d组有所减少,但仍高于对照组,牵张成骨后6周时与对照组差异无显著性意义(P>0.05).牵张区下颌骨骨密度值在牵张成骨后1 d最低,1,2和4周组骨密度值相比对照组逐渐增高(P<0.01).提示Smad7在牵张成骨过程的不同时期表达不同,Smad7可能对牵张成骨早期的新骨形成起一定的促进调节作用.     

壳聚糖/β-磷酸三钙/重组人骨形态发生蛋白2可注射性复合体修复兔下颌骨缺损

背景:传统固态组织工程骨不能满足口腔颌面外科不规则骨缺损的修复,液态细胞和生长因子难以在其中达到均匀分布.随着微创伤外科技术的发展,研制和应用可注射性骨替代材料已成为一个重要的努力方向.目的:观察壳聚糖/β-磷酸三钙/重组人骨形态发生蛋白2(chitosan/beta-tricalcium phosphate/recombinant human bone morphogenetic protein-2, CS/β-TCP/rhBMP-2)可注射性复合物修复兔下颌骨缺损的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2008-05/2009-03在暨南大学医学院动物实验室完成.材料:应用液态壳聚糖和固态β-磷酸三钙体外混合形成的复合体为支架,加入rhBMP-2冻干粉,制成可注射性人工骨.方法:取24只新西兰大白兔制备双侧下颌骨缺损,随机分为4组:①CS/β-TCP/rhBMP-2组:将1 mL CS/β-TCP/rhBMP-2复合物无针头注射器注入颌骨缺损部.②CS/β-TCP组:将0.5 mL.CS/β-TCP复合物用无针头注射器注入颌骨缺损部.③自体骨组:植入髂嵴处的骨质.④空白对照组:不植入任何材料.主要观察指标:术后2,4,8周取材后行苏木精-伊红染色、I型胶原免疫组化染色及扫描电镜观察材料降解及新骨生成情况.并应用双能X射线骨密度仪检测骨矿物密度,以探明成骨的质量和成骨速度.结果:①CS/β-TCP/rhBMP-2组的骨痂量与自体骨组相当,而多于其他组.②各时间点CS/β-TCP/rhBMP-2组、自体骨组骨基质比CS/β-TCP组和空白对照组多.③术后8周,CS/β-TCP/rhBMP-2组材料与周围骨床形成骨性结合,间隙基本消失;其他实验组间隙也有所减小,材料降解明显,界面处不能看到完整材料结构.④术后各组骨缺损区随时间延长密度逐渐增大,CS/β-TCP/rhBMP-2组术后2,4,8周骨密度值明显优于CS/β-TCP组和空白对照组(P<0.05).结论:①CS/β-TCP/rhBMP-2复合体具有良好的生物相容性、降解性、骨引导及骨诱导能力.②CS/β-TCP可作为rhBMP-2良好的注射性载体,有希望成为微创外科修复骨缺损的新型可注射载体材料.     

AdrhBMP-2转染兔骨骼肌干细胞体外诱导成骨修复骨缺损的实验

目的:评价腺病毒介导的重组人骨形态发生蛋白(AdrhBMP-2)基因对兔骨骼肌干细胞(skeletalmusclestemcells,SMSCs)体外成骨活性的影响,为临床应用于修复骨缺损提供实验依据。方法:实验于2002-04/07在解放军总医院骨科研究所完成。腺病毒介导的基因转染和检测:在293细胞内扩增AdrhBMP-2及AdGFP,并用空斑形成实验测定滴度。实验分为3组:AdrhBMP-2转染细胞组,AdGFP转染细胞组,未转染细胞组。从兔后肢股部骨骼肌内分离培养的干细胞经腺病毒转染后(MOI=50)观察转染率和转染后细胞生物学的变化。腺病毒编码的rhBMP-2基因转染SMSCs后检测重组人骨形态发生蛋白(rhBMP)-2、碱性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)、Ⅰ型胶原和骨钙素的表达及钙结节的形成。结果:①腺病毒基因转染率为79%;SMSCs转染基因后3d增殖减慢,然后缓慢上升,7d进入增殖平缓期。②转染后第5天,免疫组化染色显示AdrhBMP-2转染细胞组rhBMP-2阳性、ALP阳性、Ⅰ型胶原阳性,细胞转染AdGFP组和未转染细胞组上述指标染色呈弱阳性。③AdrhBMP-2转染细胞后1-3d即开始表达rhBMP-2,13～15d达高峰,19～21d表达量明显减少。④AdrhBMP-2转染后第5天,ALP分泌量及骨钙素含量明显高于其他两组,差异有显著性意义(P<0.05)。⑤AdrhBMP-2转染后第21天染色显示钙结节,其     

胶原基纳米骨复合重组人骨形成蛋白2及钛膜修复即刻钛种植体周围骨缺损

背景:影响即刻种植术成功的主要因素是种植体大小、形状往往与拔牙创不相适合,不能形成种植体与拔牙创的紧密接触,解决这一影响因素的方法多采用诱导骨再生膜技术或应用植骨材料.目的:观察胶原基纳米骨(nanohydroxyapatite/collogen,nHAC)复合重组入骨形成蚩白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)及钛膜修复即刻钛种植体周围骨缺损的效果.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2005-01/2006-01在解放军第四军医大学中心实验室完成.材料:宝鸡有色金属研究院提供的纯钛材料制成直径2mm,长10mm,螺距0.4mm,带自攻式螺纹的钉状螺旋种植体,无穿龈部分.西安中邦钛生物材料有限公司生产的不可吸收医用钛膜,大小为2 cm×2cm.胶原基纳米骨由清华大学崔福斋教授惠赠,加工成0.5 mm×0.5 mm×0.5 mm的立方体.rhBMP-2由北京军事医学科学院提供.将rhBMP-2用盐酸胍溶解,将制备好的胶原基纳米骨浸入其中,抽真空,冻干,每粒胶原基纳米骨约复合1 mg rhBMP-2.方法:选用健康雄性Beagle纯种犬4只,钛种植体周围骨缺损的修复方法分为以下6组:①阳性对照组植入自体牙槽松质骨.②空白对照组缺损区不植入任何物质,只覆盖钛膜.③nHAC组仪植入nHAC.④nHAC+钛膜组植入nHAC,表面覆盖钛膜.⑤nHAC+mBMP-2组植入nHAC复合rhBMP-2材料.⑥nHAC+rhBMP-2+钛膜组植入nHAC复合rhBMP-2材料,表面覆盖钛膜.每只动物的每侧下颌骨各形成6个缺损区,将6组材料随机植入.主要观察指标:术后6,12周,采用X射线摄片、骨密度测量及组织学检查,观察新骨形成情况和新骨与种植体的关系.结果:12周时各组骨缺损区均愈合良好,骨创均由新生骨所充满,种植体稳固,骨整合良好.nHAC+mBMP-2组及nHAC+nhBMP-2+钛膜组成骨较早,骨成熟较早.nHAC+钛膜组、空白对照组、nHAC+mBMP-2+钛膜组,钛膜下骨生成较好,牙槽嵴较丰满.nHAC+rhBMP-2+钛膜组不但成骨较早,骨形成量最多,而且牙槽嵴最为丰满,12周时骨密度已与阳性对照组一致,但较自体骨移植牙槽嵴更丰满,成骨量更多.空白对照组成骨最慢,阳性对照组成骨最快,但牙槽嵴顶稍有吸收.结论:nHAC具有良好的骨引导作用,修复种植体周骨缺损较好,复合rhBMP-2或/和钛膜后效果更佳.临床上可根据具体情况选用修复即刻种植体周围骨缺损的方法.     

不同培养条件下兔骨髓间充质细胞成骨特性的比较

目的:观察不同培养的条件下兔骨髓间充质细胞的成骨特性。方法:比较骨髓间充质细胞在普通培养基培养、诱导培养基培养和新鲜兔骨碎粒的共培养3种条件下的成骨分化特性,观察3种条件下细胞的形态及碱性磷酸酶(ALP)活性、骨钙素水平,并用免疫组化方法检测Ⅰ型胶原、骨钙素。结果:共培养及诱导培养的间充质细胞同期ALP活性及细胞内骨钙素均显著高于普通培养组(P<0.01),诱导培养最高;经过诱导培养及共培养的间充质细胞,其Ⅰ型胶原、骨钙素免疫组化阳性;对照组Ⅰ型胶原免疫组化弱阳性、骨钙素免疫组化阴性。结论:诱导培养及共培养条件呈现促间充质细胞向成骨方向转化的特点,诱导培养短期能使ALP、骨钙素达到较高水平。     

间充质细胞与骨组织共培养条件下的成骨特性

目的:在与骨组织间接共培养的条件下,观察体外培养的兔骨髓间充质干细胞的成骨特性。方法:通过间接共培养模型的建立,将新鲜兔骨碎粒及骨块与BMSCs间接共培养,观察细胞的形态学变化、碱性磷酸酶(ALP)活性及矿化能力,免疫组化检测Ⅰ型胶原、骨钙素。结果:共培养的BMSCs同期ALP活性及细胞的矿化能力均显著高于普通培养组(P<0.01);经过共培养的BMSCs,其Ⅰ型胶原、骨钙素免疫组化阳性;对照组Ⅰ型胶原免疫组化弱阳性、骨钙素免疫组化阴性。结论:体外建立的共培养模型部分模拟了体内成骨环境,经过共培养的BMSCs呈现向成骨细胞转化的特点。     

重组人骨形态发生蛋白2在组织工程及基因治疗中的应用

学术背景:在能够促进新骨形成的许多生长因子中,骨形态形成蛋白可能是最具效应的.临床病例随机控制试验是分析其效应的金标准,但是仅有骨形态发生蛋白2及骨形态发生蛋白7的研究达到了这个水平.目的:探讨重组人骨形态发生蛋白2在组织工程及基因治疗中的应用进展及理想的运送时间和运送方式.检索策略:由该论文的研究人员检索PubMed数据库1997-01/2006-12的相关文献,检索词"recombinant human bonemorphogenic proteins (rhBMPs),tissueengineering,gone therapy",并限定文章语言种类为Engfish.共检索到81篇文献,对资料进行初审,纳入标准:①与重组人骨形态发生蛋白2在组织工程及基因治疗中的应用密切相关.②同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章.排除标准:重复性研究.文献评价:文献的来源主要是重组人骨形态发生蛋白2在组织工程及基因治疗中的应用实验及临床研究.所选52篇文献中,12篇为综述或会议文章,其余均为临床或基础实验研究.资料综合:①骨形态形成蛋白是转化生长因子β超家族的成员,它们由骨祖细胞分泌,典型地促进骨的生长.②骨组织工程是指在骨的再生过程中,生长因子,细胞及组织工程支架的应用.重组人骨形态形成蛋向2在组织工程中的应用,为骨与软组织的修复的控制及增强提供了很大的希望.⑨通过基因治疗手段,可以发展一种生物细胞运送工具把重组入骨形态形成蛋白2直接运送来促进新骨形成,重组人骨形态形成蛋白2在基因治疗中的应用.为骨与软组织的修复的控制及增强提供了很大的希望.④研究表明,为了到达理想的部位,重组人骨形态形成蛋白2的剂量、给予时间、运送方式成为面临的挑战.未来的研究,应该着力于重组人骨形态形成蛋白2的理想剂量,给予时间,运送方式,而且这种运送具有价效比,并且能够精确地控制.结论:未来骨与软组织的修复,很可能建立在康复及组织再生的生物学增强基础上.重组人骨形态形成蛋白2在组织工程和基因治疗中的应用,为这种控制及增强提供了很大的希望.     

负载骨形态发生蛋白新型骨填充材料应用于椎体成形

背景:磷酸钙骨水泥克服了聚甲基丙烯酸甲酯的诸多缺点并具有良好的生物相容性。而负载复合重组人类骨形态发生蛋白2的磷酸钙骨水泥经固化后可具有微孔结构,可提高经皮椎体成形充填材料的临床价值。目的:探讨以可注射型磷酸钙骨水泥和纤维蛋白胶作为共同载体,复合重组人类骨形态发生蛋白2,替代聚甲基丙烯酸甲酯应用于新西兰大白兔椎体成形的可行性。方法:制备磷酸钙骨水泥/纤维蛋白胶/复合重组人类骨形态发生蛋白2新型复合材料。采用小鼠肌袋异位诱导成骨模型对不同植入材料进行骨诱导活性评价;模仿椎体成形观察新型复合材料和聚甲基丙烯酸甲酯植入兔椎体后的生物力学改变。结果与结论:新型复合材料植入后2,4周碱性磷酸酶水平最高,植入后4周软骨细胞逐渐成熟,新骨形成,抗压强度和抗扭转强度明显低于正常椎体和聚甲基丙烯酸甲酯植入后(P<0.05),8周后材料被进一步降解,抗压强度和抗扭转强度均有所上升,扛扭转强度与正常椎体相比无显著差别,但仍明显低于聚甲基丙烯酸甲酯(P<0.05)。microCT提示其新生骨形成多而早,但聚甲基丙烯酸甲酯未见材料吸收及周围骨质长入。说明新型复合材料植入椎体后能够获得良好的骨诱导和骨传导功能,材料降解和新骨替代同步,接近于正常椎体的骨愈合,可望替代聚甲基丙烯酸甲酯应用于椎体成形。     

重组人骨形成蛋白2对下颌骨牵引成骨中整合素β_1表达的影响

背景:骨组织中整合素表达水平可影响细胞功能,调控成骨和骨吸收,但整合索只有被其他因于激活后才能发挥强大的黏附作用,重组人骨形成蛋白2具有此作用吗?目的:观察不同质量重组人骨形成蛋白2对兔下颌骨牵引成骨区整合素B_1的表达影响.设计、时间及地点:随机分组动物实验,组织学观察,于2006-05/2007-05在辽宁医学院动物实验中心和免疫组化中心完成.材料:日本成年大耳白兔45只.重组人骨形成蛋白2由北京军事医学科学院三所八室提供.方法:选用日本成年大耳白兔45只建立下颌骨牵引模型,造模后采用随机数表法将分为3组:空白对照组、1.5,3.0 mg重组人骨形成蛋白2胶原海绵载体组,15只/组.分别将不含重组人骨形成蛋白2胶原海绵载体、含1.5,3.0 mg重组人骨形成蛋白胶原复合物植入3组兔下颌骨切开处,固定、牵引0.4 mm/次,2次/d,共计5 d,总延长下颌骨4 mm.主要观察指标:牵引后稳定期第1,3,7,14,28天取牵引区新生骨痂行免疫组织化学染色观察骨组织中整合素β_1的表达.结果:45只日本大耳白兔均建模成功,进入结果分析.整合素β_1在牵引区表达主要反映在牵引7 d后.在同一时间内,随着重组人骨形成蛋白2质量的增加,整合素β_1阳性细胞表达率、阳性面积百分比逐渐增多(P<0.05):在同一质量下,随着时间的延长,整合素β_1阳性细胞阳性表达率、阳性面积百分比逐渐上升(P<0.05).结论:局部应用外源性重组人骨形成蛋白2在牵引成骨中晚期对整合素β_1的表达有促进作用,并且整合素β_1的表达对重组人骨形成蛋白2呈质量依赖性.     

不同植骨材料在腰椎融合过程中的应用及转化生长因子β的表达

背景:骨形态发生蛋白单独应用于骨移植效果不佳。而转化生长因子β能明显增强其在体内的诱导成骨作用。目的:观察自体骨及重组人骨形态发生蛋白2复合骨用于兔腰椎融合过程中转化生长因子β的基因表达。方法:将新西兰大白兔60只随机分为自体骨组、复合骨组和异体骨组,分别于双侧L5-6横突间植入自体骨、重组人骨形态发生蛋白2复合骨及异体骨。植入后7,14,21,28,35d取3组节段骨痂,应用实时荧光定量RT-PCR检测转化生长因子β的基因表达水平。结果与结论:植入后28d,复合骨组转化生长因子β达峰值,随后有所下降,但均高于自体骨组和异体骨组(P<0.05)。结果证实,重组人骨形态发生蛋白2复合骨缓释重组人骨形态发生蛋白2,有效地促进了转化生长因子β的表达,明显增强了体内的诱导成骨效应。     

缓释型重组人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料诱导骨形成

背景:重组人骨形态发生蛋白2在体内半衰期短、易降解代谢,达不到理想的骨再生效果。目的:制备缓释型重组人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料,并观察其缓释性能、骨诱导活性。方法:将重组人骨形态发生蛋白2与壳聚糖混合制备壳聚糖膜,涂覆于生物骨修复材料表面,ELISA方法检测其体外释药性能。茜素红染色检测缓释型人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨材料、重组人骨形态发生蛋白2生物骨材料、单纯骨填充材料诱导C2C12细胞骨钙蛋白的形成,观察其诱导成骨细胞能力。同时将3种骨修复材料植入清洁级KM小鼠股部肌袋内,2周后检测新生骨Ca2+离子含量,评价其异位骨诱导能力。结果与结论:材料表面的壳聚糖膜分布均匀,负载的重组人骨形态发生蛋白2呈团簇状。重组人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料体外释药存在突释,前4d释放量达总药量的50%,持续至12d,释药量达到90%,第18天时释放完全。与单纯骨填充材料、重组人骨形态发生蛋白2生物骨材料相比,缓释型人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料诱导C2C12细胞向成骨晚期分化能力与异位骨形成能力显著增强(P<0.05)。结果提示缓释型人骨形态发生蛋白2/壳聚糖生物骨修复材料缓释性能好,促进骨形成能力强。     

重组人骨形态发生蛋白2对兔椎间盘成骨作用的诱导

背景:重组人骨形态发生蛋白2作为一种新药已应用于临床,但在椎间盘内诱导成骨的研究报道很少。目的:通过动物实验,观察重组人骨形态发生蛋白2对兔椎体间融合的影响。设计、时间及地点:随机对照动物实验多水平评估,于2003-02/07在青岛大学医学院附属医院完成。材料:24只纯种成年新西兰大白兔,体质量3.5～4.5kg,分离暴露L4～5、L5～6椎间盘;重组人骨形态发生蛋白2,1mg/支,纯度≥95%,无菌包装,购自北京市百灵克生物制品有限公司。方法:24只大白兔随机投币法分为实验组和对照组,每组12只。实验组向L4～5椎间盘的髓核中注射含200μg重组人骨形态发生蛋白2的生理盐水溶液20μL;向L5～6的髓核中注射等量的生理盐水作为自身对照;对照组动物L4～5椎间盘的髓核中注射生理盐水20μL。主要观察指标:术后10,30,60,90d应用手法检查、组织学和影像学观察注射节段的形态变化。结果:纳入新西兰大白兔24只,均进入结果分析。①实验组10dL4～5节段活动范围无明显变化;30d活动范围轻度受限;60d活动范围明显受限;90dL4～5节段皆固定。作为自身对照的L5～6节段及对照组关节活动范围无明显变化。②实验组10dL4～5椎体间隙变窄;90dL4～5椎间隙消失,椎体间形成骨性融合。对照组及作为自身对照的L5～6节段椎间隙透光度无明显改变。③实验组10d髓核细胞逐渐变小,90d部分软骨终板已转化为成熟的编织骨;纤维环的胶原纤维结构逐渐消失,10d和30d均可见大量间充质细胞在纤维环外围聚集;90d纤维环靠近软骨终板处已形成成熟的编织骨。对照组各时间点组织学形态无明显变化。结论:重组人骨形态发生蛋白2可诱导椎间盘成骨,达到椎体间融合的目的。     

Repair of rat calvarial bone defects by controlled release of rhBMP-2 from an injectable bone regeneration composite

The objective of the present study was to enhance the regeneration ability of an injectable bone regeneration composite (IBRC) by the controlled release of recombinant human bone morphogenetic protein-2 (rhBMP-2). The IBRC comprised nano-hydroxyapatite/collagen (nHAC) particles in an alginate hydrogel carrier. First, bovine serum albumin (BSA) as a model protein was released from IBRC to evaluate its release rules. The results suggested that IBRC is a good controlled release carrier for BSA in the range 5-75 μg/ml. In the in vitro study the rhBMP-2 released from IBRC was determined by an enzyme-linked immunosorbent assay specific for rhBMP-2. The bioactivity of the released rhBMP-2 was evaluated through differentiated function of marrow mesenchymal stem cells (MSCs), as measured by alkaline phosphatase activity. The results of an in vitro study confirmed that rhBMP-2 released continuously for 21 days, and its bioactivity was well preserved during this period. The bone formation ability was assessed using a rat calvarial defect model of critical size. Micro-computed tomography (micro-CT) and histological analysis demonstrated that the IBRC had good bone formation ability, which was promoted through rhBMP-2 released from IBRC/rhBMP-2. In vitro and in vivo studies suggested that the present system is a potential bone critical defect repair material for clinical applications.