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-肝素-人工骨复合材料的骨诱导活性

背景:已有将重组人骨形态发生蛋白2应用于骨再生及修复的报道,但由于其在生物体内半衰期短而导致诱导骨形成的能力受到限制.目的:制备具有较好缓释效果的重组人骨形态发生蛋白2-肝素-人工骨复合材料,并检测其缓释性能及骨诱导活性.方法:通过高效液相色谱法检测重组人骨形态发生蛋白2-肝素复合物对于酶解的保护作用.将重组人骨形态发生蛋白2与肝素溶液混匀后复合于人工骨材料表面,ELISA方法检测其体外释药性质,茜素红染色法检测其诱导成骨细胞的能力,应用小鼠体内实验评价其异位骨诱导能力.结果与结论:成功制备了具有良好缓释效果的重组人骨形态发生蛋白2-肝素-人工骨复合材料,具有较强的诱导骨钙蛋白及异位骨形成能力.     

重组人骨形态发生蛋白2-肝素-人工骨复合材料的骨诱导活性

背景：已有将重组人骨形态发生蛋白2应用于骨再生及修复的报道,但由于其在生物体内半衰期短而导致诱导骨形成的能力受到限制。目的：制备具有较好缓释效果的重组人骨形态发生蛋白2-肝素-人工骨复合材料,并检测其缓释性能及骨诱导活性。方法：通过高效液相色谱法检测重组人骨形态发生蛋白2-肝素复合物对于酶解的保护作用。将重组人骨形态发生蛋白2与肝素溶液混匀后复合于人工骨材料表面,ELISA方法检测其体外释药性质,茜素红染色法检测其诱导成骨细胞的能力,应用小鼠体内实验评价其异位骨诱导能力。结果与结论：成功制备了具有良好缓释效果的重组人骨形态发生蛋白2-肝素-人工骨复合材料,具有较强的诱导骨钙蛋白及异位骨形成能力。     

自制人骨形态发生蛋白2复合骨修复材料诱导骨再生

背景:骨形态发生蛋白是目前发现的一类惟一可独立诱导骨再生的细胞因子,临床应用前景广阔.但它们价格昂贵,限制了在中国的应用.目的:探讨自主生产的重组人骨形态发生蛋白2的骨诱导活性及对骨缺损的修复作用.方法:通过电泳及质谱的方法检测其复性后重组人骨形态发生蛋白2的纯度,通过C2C12细胞在重组人骨形态发生蛋白2诱导下向成骨细胞分化检测其骨诱导活性.将重组人骨形态发生蛋白2与以动物骨为原料加工制成的新型骨修复材料复合,植入新西兰兔桡骨缺损实验模型观察其对骨缺损的修复作用.结果与结论:自主生产的重组人骨形态发生蛋白2纯度≥95%,能明显诱导C2C12细胞向成骨细胞分化,分化早期大量表达碱性磷酸酶,分化末期形成大量的矿化小节,诱骨活性良好.在兔桡骨修复试验中,X射线影像学及苏木精-伊红染色组织学检查结果表明,重组人骨形态发生蛋白2复合材料组在2个月时形成大量骨痂,4-6个月时载体与自体骨融合,材料大量降解,修复效果良好;单纯骨填充材料组4-6个月时只有少量新生骨桥与自体骨连接,降解量极少;空白对照组损伤部位为纤维化组织所填充.结果提示自主生产的重组人骨形态发生蛋白2促进骨修复作用明显,适合应用于临床.     

构建壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料及在体内的异位成骨

背景：研究表明,重组人骨形态发生蛋白2/壳聚糖-磷酸钙支架复合体具有良好的细胞相容性,且材料内部的多孔结构和孔径也能满足于细胞长入和骨的再生,但要应用于临床还需证明能否体内成骨。目的：构建壳聚糖-磷酸钙与重组人骨形态发生蛋白2的复合材料,并观察其植入兔肌袋模型后的异位成骨能力。设计、时间及地点：观察性实验,于2007-06/08在暨南大学附属第一医院中心实验室、外科实验室及暨南大学理工学院材料科学与工程系实验室完成。材料：将固相的磷酸三钙粉末及液相的壳聚糖溶液在室温下混合,制备壳聚糖-磷酸钙支架。再将壳聚糖-磷酸钙支架放入重组人骨形态发生蛋白2溶液中浸泡,真空抽吸后冷冻干燥,制备壳聚糖-磷酸钙材料/重组人骨形态发生蛋白2复合材料。方法：测量改良后支架的孔隙率及抗压强度,扫描电镜观察其超微结构;20只新西兰大白兔局部麻醉后在左后肢大腿外侧切口,暴露大腿肌肉,分离形成肌袋。随机分为3组,空白对照组5只不植入材料,单纯壳聚糖-磷酸钙材料组5只、壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料组10只分别植入壳聚糖-磷酸钙材料、壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料。主要观察指标：在植入后4周,通过大体观察、X射线摄片、组织学检测其体内异位成骨能力及生物反应性。结果：制备的复合重组人骨形态发生蛋白2后的壳聚糖-磷酸钙支架的孔隙率为87%,压缩弹性模量为20MPa。扫描电镜结果显示支架材料内部为多孔结构,孔径超过100μm。空白对照组苏木精-伊红染色可见肌肉纤维间少量淋巴细胞浸润。单纯壳聚糖-磷酸钙材料组大体观察可见材料周围有薄层的结缔样组织包裹,材料与周围肌肉连接松散,苏木精-伊红染色可见材料植入区为圆形空腔。壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料组大体观察可见材料周围有薄层的结缔样组织包裹,材料中间可见空洞,有降解现象及少量淡红色纤维样结构长入,X射线示左大腿内材料高密度影无明显改变,苏木精-伊红染色可见少量血管样组织长入,Masson三色染色可见编制骨岛中有胶原纤维形成。结论：壳聚糖-磷酸钙/重组人骨形态发生蛋白2复合材料具有良好的孔隙率、抗压强度及超微三维结构,复合材料在兔体内具有异位成骨能力。     

重组人骨形态发生蛋白2诱导骨修复的应用及前景

背景：重组人骨形态发生蛋白2具备诱导成骨时间更早、成骨量较天然骨形态发生蛋白2多、生物学活性好、生物相容性好、成本低等特点,已成为近年来临床骨科创伤疾病防治研究的热点。目的：总结重组人骨形态发生蛋自2在骨组织工程及骨修复领域应用中的优势、不足及目前国内外的研究进展。方法：经第一作者检索CNKI数据库及SPRINGERLINK数据库2005至2011年与重组人骨形态发生蛋白2在诱导骨再生、骨组织修复有关研究进展方面的文献,英文检索词为“rhBMP-2,bonetissueengineering,bone repair materials”,中文检索词为“重组人骨形态发生蛋白2,骨组织工程,骨修复”。共检索出98篇,最终保留30篇进行归纳总结。结果与结论：骨骼内天然骨形态发生蛋白2含量稀少、提取成本高昂,临床应用严重受限。重组人骨形态发生蛋白2有显著的成骨诱导能力,在骨组织工程及骨修复领域展现了巨大的潜在应用价值。体外试验无细胞毒性具有良好的生物相容性可供临床应用,其中重组人骨形态发生蛋白2和重组人骨形态发生蛋白7现已被应用于外科整形手术诱导骨再生,但由于重组人骨形态发生蛋白2是外源性细胞生长因子,临床应用多为超生理剂量,故潜在有软组织水肿,皮肤红疹、局部炎症反应、异位骨化和免疫反应等不良后果的危险,所以重组人骨形态发生蛋白2用于人体后的安全性研究还须长期密切关注。找到理想的载体,有效控制其在体内缓释是重组人骨形态发生蛋白2应用研究的关键问题。     

应用水溶性壳聚糖为主要载体的重组人骨形态发生蛋白2缓释系统：降解缓释和成骨作用评价

目的：将水溶性壳聚糖为主要载体的重组人骨形态发生蛋白2缓释系统用于下颌骨缺损的修复,评价其降解缓释特性和诱导成骨作用。 方法：实验于2006-06/10在兰州大学动物实验中心完成。①实验分组：普通级家兔24只,体质量2.5～2.7kg,随机数字表法分为实验组（n=16）,对照组（n=8）。②实验方法：将复方骨形态发生蛋白生物黏附膜制备成试样1（复合材料,重组人骨形态发生蛋白/壳聚糖）,其中含重组人骨形态发生蛋白2100μg;将单纯壳聚糖经同法制成试样2（单纯壳聚糖）,并将其用于兔两侧下颌骨缺损动物模型的骨缺损修复。实验组分别于右侧骨缺损处置入试样1,左侧骨缺损处置入试样2;对照组则造成两侧下颌骨缺损后未置入任何材料。③实验评估：分别于第2,4,8,12周分批麻醉后处死动物,取下标本作大体观察、X线片、常规组织学检查,分别采用Motic Images Advanced3.0和Freemax图像分析处理软件计算骨矿化沉积速度以及组织学成骨面积定量分析。 结果：纳入家兔24只,均进入结果分析。①实验期间各组实验位点均未发生炎症和排异反应,各组创口愈合均良好,成骨活跃。②4,8,12周时试样1组的骨矿化沉积速度分别为1.91,1.5,1.12μm/d,明显优于对照组（P〈0.05）,4周时试样1组成骨量最多,其余两组成骨量差异不大;12周时试样2组与试样1组相比,成骨量的差异无显著性意义。但是试样2组也存在一定的成骨活性。 结论：复方骨形态发生蛋白生物黏附膜呈现良好的生物相容性和骨引导性,复合骨形态发生蛋白后早期通过骨形态发生蛋白的骨诱导作用对骨再生具有较明显的促进作用。其修复颌骨缺损具有较好的效果和临床应用前景。     

骨形态发生蛋白2/聚乳酸缓释微球的制备及表征

背景：聚乳酸具有良好的生物相容性,是优良的药物缓释载体。 目的：制备重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸缓释微球,考察其理化特性。 方法：采用复乳溶剂挥发法制备重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸缓释微球,进行扫描电镜、激光粒度、Zeta电位、溶胀性能检测及采用ELISA试剂盒检测包封率、载药率及体外释药率。 结果与结论：扫描电镜见重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸缓释微球微球近似圆形,形态较规则,分散性较好,表面光滑。激光粒度分析重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸缓释微球微平均粒径839.6 nm,Zeta电位（-32.93±3.74）mV,微球溶胀系数1.157±0.059,包封率及载药率分别为（88.943±2.878）%,（0.026±0.001）%;微球在第1天释药约10.199%,随后释药较恒定,至第19天累计释药率为54.643%。说明制备出的重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸缓释微球的粒径达到中华人民共和国药典第10版二部关于亚微球的定义标准及包封率不低于80%的要求,并且在体外具有很好的缓释功能。     

纤维蛋白胶复合重组人骨形态发生蛋白2微球的制备及评价

背景:采用生理盐水溶解重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物微球时,活性成分易于吸收、流失,不能在局部维持较高浓度;而采用静脉血或骨髓血溶解时凝固时间难以掌握,往往在体外已凝血,失去可注射性,操作不便,因此还需一种能控制凝固时间的缓释载体.目的:制备携载重组人骨形态发生蛋白2的聚乳酸与聚乙醇酸缓释微球并将其与纤维蛋白胶复合,构建具有自固化能力的可注射性骨形态发生蛋白缓释体系.设计、时间及地点:对比观察实验,于2005-01/2008-04在解放军总医院骨科研究所完成.材料:聚乳酸-聚乙醇酸共聚物(聚乳酸/聚乙醇酸75/25,M_W=3 000,黏度0.025 L/g)由山东省医疗器械研究所提供,重组人骨形态发生蛋白2由解放军军事医学科学院提供,纤维蛋白胶由杭州普济公司提供.方法:复乳-溶剂挥发法制备重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物载药微球,然后将微球与纤维蛋白胶复合制备出重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/纤维蛋白胶复合材料.主要观察指标:复合材料凝固时间、体外释放性质、能谱分析及体外降解液pH值.结果:①与纤维蛋白胶相比,复合材料的固化时间少量增加.②复合材料的释放存在突释,2d骨形态发生蛋白释放量达到16.76%,42 d释放量达到76.75%.③能谱分析显示微球混入纤维蛋白胶后优化了释放过程,延长了其释放时间.④复合材料的pH值变化介于微球与纤维蛋白胶之间.结论:重组人骨形态发生蛋白2/聚乳酸-聚乙醇酸共聚物/纤维蛋白胶复合材料具有良好的缓释效果并具有可注射性,既可以降低局部的酸环境,又可以在局部维持较高浓度,是具有良好应用前景的骨修复材料.     

聚羟基丁酸-羟基辛酸共聚酯载生长因子的缓释纳米微球

背景：骨形态发生蛋白2可增加软骨细胞和祖细胞基质的产生,可增强组织金属蛋白酶抑制因子1、sox9基因、Ⅱ型胶原以及聚集蛋白聚糖的表达,具有诱导间充质细胞迁徙、增殖、分化,最终促使软骨、骨形成的作用。目的：制备重组人骨形态发生蛋白2聚羟基丁酸-羟基辛酸共聚酯纳米微球系统纳米微球缓释系统,观察微球生长因子形态和粒径分布、载药量、包封率、体外缓释时间及生物活性。方法：采用复乳-干燥法制备重组人骨形成蛋白2聚羟基丁酸-羟基辛酸共聚酯纳米微球系统,体外分离培养猪软骨细胞。实验分为3组：第1组培养液不添加药物做为对照;第2组培养液中添加含20μg/L重组人骨形态发生蛋白2;第3组培养液中添加20μg/L重组人骨形态发生蛋白2聚羟基丁酸-羟基辛酸共聚酯纳米微球系统纳米微球;其中在第2组和第3组又将重组人骨形态发生蛋白2和重组人骨形态发生蛋白2聚羟基丁酸-羟基辛酸共聚酯纳米微球系统纳米微球分别设为55,100μg/L两种的有效浓度,采用MTT法检测微球对软骨细胞增殖的影响,模拟体内条件观察纳米微球的体外缓释性及生物活性。结果与结论：该纳米微球表面光滑圆整,球体大小均匀,粒径为231-415 nm,扫描电镜平均粒径323 nm。微球的包封率和载药量分别为（79.63＆#177;0.16）%和（1.92＆#177;0.16）%。根据15 d内对重组人骨形态发生蛋白2聚羟基丁酸-羟基辛酸共聚酯纳米微球的体外释药的观察,保持持续释放重组人骨形态发生蛋白2,且释放的浓度呈增长水平。该微球缓释系统有生物活性,能显著促进猪软骨细胞的增殖,其效应高于单纯重组人骨形态发生蛋白2的效应。提示重组人骨形态发生蛋白2聚羟基丁酸-羟基辛酸共聚酯纳米微球缓释系统包封率、载药量、体外释药性以及生物活性符合纳米微球的一般?     

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.     

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.     

碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2诱导分化兔骨髓间充质干细胞

背景:骨髓间充质干细胞依赖特定的生长和分化因子能分化为骨、软骨、脂肪等不同组织。人重组骨形态发生蛋白2有明显的骨诱导作用,能诱导未分化的骨髓间充质干细胞不可逆地形成骨与软骨,并最终导致新骨生成;碱性成纤维生长因子亦参与调控骨髓间充质干细胞的软骨与骨的分化。目的:观察碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响,以便寻求合适的骨形成诱导方法以代替常规的成骨培养体系。设计:随机对照实验。单位:解放军第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所。材料:培养的兔骨髓间充质干细胞。方法:实验于2004-06/12在第四军医大学唐都医院骨肿瘤研究所暨全军骨科中心完成。①体外培养的兔骨髓间充质干细胞分别经3种不同的生长因子(100μg/L人重组骨形态发生蛋白2,100μg/L碱性成纤维生长因子,100μg/L人重组骨形态发生蛋白2加100μg/L碱性成纤维生长因子)和成骨培养体系处理。②其增殖和分化通过四甲基偶氮唑盐比色法,碱性磷酸酶、骨钙素检测和钙结节VonKossa染色观察。主要观察指标:通过检测增殖率和碱性磷酸酶活性比较不同生长因子对兔骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响。结果:①人重组骨形态发生蛋白2能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化,特别是其分化。②碱性成纤维生长因子能刺激兔骨髓间充质干细胞的增殖,与对照组相比,细胞增值率提高近100%;虽然对兔骨髓间充质干细胞分化无明显影响,但其能促进人重组骨形态发生蛋白2对兔骨髓间充质干细胞分化。结论:碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2是兔骨髓间充质干细胞有效的分化因子,两者在体外都能促进兔骨髓间充质干细胞的增殖和分化。碱性成纤维生长因子和人重组骨形态发生蛋白2能协同作用加速骨诱导及骨形成,可以用作分化骨组织工程中的种子细胞。     

重组人骨形态发生蛋白2缓释微球的制备与评价

目的：针对重组入骨形态发生蛋白2（recombinant human bone morphogenetic protein-2，rhBMP-2）在体内半衰期短、易被稀释代谢的问题，探讨利用聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）制备载rhBMP-2微球的可行性和制备工艺，并观察其载药、释药特性。方法：①采用W／O／W型复乳化-溶剂挥发技术制备rhBMP-2／PLGA缓释微球，并对微球的粒径和形态、包封率和载药量，体外释放性质进行测定。②异位成骨实验：昆明小鼠12只，在右侧大腿股内侧肌袋内植入含rhBMP-2的50mgPLGA微球，4周后取材，观察成骨情况以初步检测微球中的蛋白质活性。结果：①rhBMP-2／PLGA缓释微球形态良好，粒径主要集中在50—60μm，包封率为（37．52±4．31）％，载药率为（5．12±1．32）％。②微球的释放存在突释，7d内释放的药物量超过40％，大约90％的药物量于42d内释放完全。③载药微球植入鼠股部肌袋4周，材料周围有明显的骨形成。结论制备的rhBMP-2／PLGA微球可以缓慢释放有活性的rhBMP-2，具有临床应用的可行性。     

Ultrasound-based nonviral gene delivery induces bone formation in vivo

Nonviral gene delivery is a promising, safe, therapeutic tool in regenerative medicine. This study is the first to achieve nonviral, ultrasound-based, osteogenic gene delivery that leads to bone tissue formation, in vivo. We hypothesized that direct in vivo sonoporation of naked DNA encoding for the osteogenic gene, recombinant human bone morphogenetic protein-9 (rhBMP-9) would induce bone formation. A luciferase plasmid (Luc), encoding rhBMP-9 or empty pcDNA3 vector mixed with microbubbles, was injected into the thigh muscles of mice. After injection, noninvasive sonoporation was applied. Luc activity was monitored noninvasively, and quantitatively using bioluminescence imaging in vivo, and found for 14 days with a peak expression on day 7. To examine osteogenesis in vivo, rhBMP-9 plasmid was sonoporated into the thigh muscles of transgenic mice that express the Luc gene under the control of a human osteocalcin promoter. Following rhBMP-9 sonoporation, osteocalcin-dependent Luc expression lasted for 24 days and peaked on day 10. Bone tissue was formed in the site of rhBMP-9 delivery, as was shown by micro-computerized tomography and histology. The sonoporation method was also compared with previously developed electrotransfer-based gene delivery and was found significantly inferior in its efficiency of gene delivery. We conclude that ultrasound-mediated osteogenic gene delivery could serve as a therapeutic solution in conditions requiring bone tissue regeneration after further development that will increase the transfection efficiency.     

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。