携载rhBMP-2微球的新型可注射自凝固复合人工骨的制备及特性研究

[目的]制备一种具有良好降解性和成骨活性、可注射的自凝固新型骨修复材料。[方法]制备携载rhBMP-2的聚乳酸与聚乙醇酸共聚物（PLGA）微球，并将其与rhBMP-2／磷酸钙骨水泥（CPC）复合，制备出rhBMP-2／PLGA微球／CPC复合人工骨。探讨了材料的特性，包括形貌、固化时间、抗压强度及反映材料体外降解速度的指标一体外降解液Ca、P浓度变化，测定复合材料rhBMP乏的释药速度及体外诱导MSCs细胞成骨分化的能力。[结果]与单纯CPC-rhBMP-2相比，复合材料的固化时间少量增加，抗压强度下降明显。体外降解速度及体外释药明显提高，释放的rhBMP-2具有骨诱导活性。[结论]rhBMP-2／PLGA微球／磷酸钙骨水泥新型复合人工骨是具有良好应用前景的骨修复材料。     

携载rhBMP-2微球的新型复合人工骨的释药及成骨活性研究

目的 制备一种具有良好降解性和成骨活性，可注射的自凝固新型骨修复材料。方法制备携载rhBMP-2的聚乳酸与聚乙醇酸共聚物（PLGA）微球，并将其与rhBMP-2／磷酸钙骨水泥（CPC）复合。制备出rhBMP-2／PLGA微球／CPC复合人工骨。测定了复合材料释药速度，将复合材料及rhBMP-2-CPC分别植入兔双侧股骨髁骨缺损区域，通过X线、组织学观察比较不同时期材料的降解及成骨情况。结果 复合材料各时间点的体外释药量均大于单纯rhBMP-2／CPC组．与单纯rhBMP-2／CPC材料相比较，复合材料植入体内后不同时间点材料的降解和新骨生成均高于单纯rhBMP-2／CPC植入组。结论 rhBMP-2／PLGA微球的掺入可明显加快rhBMP-2的释放。提高材料的降解速度和成骨活性。     

rh-BMP-2壳聚糖微球的制备及体外检测

[目的]以壳聚糖为辅料,通过乳化交联法制备新型重组人骨形态发生蛋白-2缓释微球,并对其粒径、载药、体外释药、理化特性及降解特性进行检测,以评估应用生物可降解的壳聚糖微球作为BMP-2缓释载体的可行性.[方法]以京尼平作为交联剂,应用乳化交联法制备具有控制释放功能的负载rhBMP-2壳聚糖微球,应用扫描电镜观察微球的形态和粒径;利用酶联免疫吸附实验(ELISA)动态检测BMP-2壳聚糖微球的载药率、包封率和缓释规律以分析微球的缓释能力.[结果]乳化交联法制备的壳聚糖微球,球形良好,球体表面光滑,具有较高的包封率(>85%).体外药物释放试验表明,rhBMP-2可以从壳聚糖微球中缓慢释放,整个释放过程可达30 d.[结论]应用乳化交联法制备的负载rhBMP-2壳聚糖缓释微球,具有很好的控制释放rhBMP-2的能力.这种新型药物控制释放系统在细胞因子的控制释放及骨组织工程中有潜在的应用价值.     

多孔明胶微球/磷酸钙骨水泥的制备及其性能研究

[目的]制备多孔明胶微球/磷酸钙骨水泥,并于体内体外研究其各种性能.[方法]双相乳化冷凝聚合法制备明胶微球,以不同比例与磷酸钙骨水泥复合(0%,2.5%,5%),制备多孔磷酸钙骨水泥,测定材料孔径率及抗压强度,筛选出最佳比例.消化法培养成骨细胞接种于常规及多孔磷酸钙骨水泥支架上,扫描电镜观察细胞形态;不同材料浸提液(0%,2.5%明胶微球/磷酸钙骨水泥及聚苯乙烯)分别与成骨细胞共培养,以MTT法测定细胞增殖率,试剂盒检测碱性磷酸酶水平.将磷酸钙骨水泥及2.5%明胶微球/磷酸钙骨水泥分别植入山羊椎体内,6个月后收集标本,分别进行X线影像学及组织学观察,评估其降解情况.[结果]不同比例明胶微球/磷酸钙骨水泥的总孔径率、大孔率及抗压强度分别为:38.7%、0%、12.1 MPa(0%);67.5%、40.6%、8.0 MPa(2.5%);72.2%、45.6%、5.0 MPa(5%).成骨细胞在明胶微球/磷酸钙骨水泥上生长良好,细胞增殖及碱性磷酸酶水平均明显高于单纯磷酸钙骨水泥组,与聚苯乙烯组未见明显差异.多孔明胶微球/磷酸钙骨水泥6个月后在体内大部分已降解,而磷酸钙骨水泥未见明显降解.[结论]复合明胶微球可显著提高磷酸钙骨水泥的孔径率促进其降解,增加其生物活性,这种多孔磷酸钙骨水泥可作为非负重部位的骨替代物.     

多孔载因子CPC促进骨缺损愈合的实验研究

[目的]探讨磷酸钙骨水泥复合rhBMP-2/明胶微球复合材料在治疗骨缺损时的降解、成骨性能。[方法]制备携载rhBMP-2的明胶微球(GMs),与磷酸钙骨水泥(CPC)复合,制备出rhBMP-2/GMs/CPC复合人工骨。取30只新西兰大白兔,在前臂桡骨中段制造人工骨缺损,随机分成3组,分别植入rhBMP-2/GMs/CPC/复合物(A组)、GMs/CPC(B组)、rhBMP-2/CPC(C组),术后6、12周分别进行X线检测、骨密度测定,术后12周处死动物,分别行生物力学测定,脱钙切片、HE染色,不脱钙切片进行荧光显微镜下观察双标间距,计算平均矿化率。[结果]与GMs/CPC、rhBMP-2/CPC组比较,复合材料植入后不同时间点的材料降解及成骨均高于对照组。12周A组标本生物力学实验测定结果表明指标接近正常,与B、C组比较有统计学差异。骨密度12周、新骨矿化率提示有统计学差异。[结论]rhBMP-2/GMs/CPC微球系统复合材料在体内易降解,具有良好成骨活性,是良好的骨修复材料。     

重组人骨形态发生蛋白-2壳聚糖纳米微球的制备及检测

目的 制备负载重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)壳聚糖纳米微球,并检测其粒径、形态、降解及药理特性,以评估壳聚糖纳米微球作为rhBMP-2缓释载体的可行性.方法 以壳聚糖为原料、三聚磷酸钠为交联剂,通过离子交联法制备负载rhBMP-2壳聚糖纳米微球,应用透视电镜观察微球的形态、激光粒径,分析其粒径分布、溶菌酶降解,了解降解特性.通过酶联免疫吸附实验(ELISA)检测rhBMP-2壳聚糖微球的载药率、包封率和释药规律.结果 离子交联法制备的壳聚糖纳米微球,平均粒径大小为230nm,成球性较好,包封率和载药率分别为(66.867±4.575)％、(33.437±2.290)μg/mg;体外释药试验rhBMP-2可以从壳聚糖纳米微球中缓慢释放,释放行为符合双向动力学规律,整个释放过程可达30 d.结论 离子交联法可成功制备壳聚糖纳米微球并具有缓释rhBMP-2的能力,为进一步应用于骨组织工程研究提供实验依据.     

明胶微球/rhBMP-2/CPC的制备及其异位成骨效应研究

目的：制备多孔复合材料明胶微球／rhBMp-2／CPC并研究其异位成骨效应。方法：双相乳化冷凝聚合法制备明胶微球,京尼平进行交联,喷金后电镜观察。交联微球携载rhBMP-2,以2．5％的比例掺入磷酸钙骨水泥（calcium phosphate cements,CPC）固化,制成实验用多孔明胶微球／rhBMP-2／CPC,rhBMP-2／CPC作为对照组．两组材料固化后分别浸入生理盐水,1、3周后进行生物力学压缩实验,扫描电镜观察材料断面：ELISA法测定不同时间点生理盐水中rhBMP-2浓度,计算rhBMP-2的累积释放量。材料植入小鼠大腿肌袋,术后3周处死小鼠,切取材料及周围组织,HE染色后进行组织学观察,同时测定材料周围组织中碱性磷酸酶及钙含量。结果：交联的明胶微球呈规则圆形,粒径（62±18）um,分散性好。1、3周后实验组材料断面可见大量大孔形成,对照组未见明显大孔,实验组的总孔径率、大孔率及rhBMP-2的累积释放量均高于对照组：3周后实验组最大压缩强度（7．8±1．2）MPa,较对照组（11.2±1．6）MPa稍低。HE染色两组均可见软骨形成,但实验组更多,碱性磷酸酶及钙含量测定实验组分别为（4.33±0．52）IU／g和（6．12±1.22）ug／mg,高于对照组的（2．67±0．23）IU／g和（3．12±0．41）ug／mg。结论：明胶微球／rhBMp-2／CPC在微球降解后形成多孔磷酸钙复合材料,使rhBMp2的释放量增加,具有强大的异位成骨性能,是一种优秀的骨组织工程材料。     

复合富血小板血浆新型可注射组织工程骨体内成骨研究

目的 以新型可注射生物材料壳聚糖β-磷酸三钙为支架,负载骨髓间充质干细胞(MSCs)与富血小板血浆(PRP)构建成新型可注射组织工程骨,观察其体内成骨效应.方法 采用中国青山羊双侧胫骨平台下腔穴型骨缺损模型.30只中国青山羊随机分为五组:空白组:骨缺损部不植入任何组织工程材料;单纯材料组:单纯植入组织工程材料壳聚糖β-磷酸三钙;PRP组:植入单纯复合PRP组织工程材料:MSCs组:植入单纯复合MSCs的组织工程材料;PRP/MSCs组:植入复合PRP、MSCs的组织工程材料.于术后第4、8周取出骨缺损区标本进行大体观察和组织学切片观察,图像分析骨缺损区域骨小梁的生成数量.结果 术后8周,大体观察显示PRP/MSC组骨缺损区域表面新生骨连续,外观类似正常骨.术后4、8周,组织学显示PRP/MSCs组骨缺损边缘区域类骨质数量明显增多,骨缺损部多为点片状新生骨组织,其中大的片状新生骨组织明显增多.术后4周空白组、单纯材料组、PRP组、MSCs组、PRP/MSCs组的成骨面积百分比分别为8.79±3.63、14.49±3.72、24.18±5.38、24.42±5.10、31.10±3.49:8周时分别为15.41±4.21、25.36±5.37、30.71±4.39、33.97±4.45、48.60±5.97,4周、8周PRP/MSCs组骨修复效果均优于其他各组(P<0.05).结论 负载PRP和MSCs的新型可注射组织工程骨具有良好的骨修复作用.     

多孔磷酸钙人工骨与重组人骨形成蛋白2复合修复骨缺损的实验研究

目的研究多孔磷酸钙人工骨（porous calcium phosphate cement，PCPC）与重组人骨形成蛋白2（recombinant human bone morphogenetic protein2，rhBMP-2）复合后体外的缓释作用及其对兔骨缺损的修复作用。方法采用物理吸附法将rhBMP-2（0．4mg）溶液吸附至PCPC中，制备成PCPC／rhBMP-2复合材料。冻干后，扫描电镜观察复合材料内部形态。以包覆壳聚糖的PCPC／rhBMP-2为实验组，单纯PCPC／rhBMP-2为对照组，测试在模拟体液中的rhBMP-2缓释行为。取新西兰大白兔12只，股骨远端制成直径4．2mm，深5．0mm的骨缺损模型。将包覆壳聚糖的PCPC／rhBMP-2复合材料修复骨缺损作为实验组，以植入单纯PCPC作为对照组。术后观察动物一般情况，于4周和8周取材行X线片和组织学观察。结果扫描电镜显示PCPC／rhBMP-2复合材料孔隙中吸附了大量的rhBMP-2。rhBMP-2体外缓释：对照组rhBMP-2于150h基本全部释放；实验组rhBMP-2于350h缓释量约达99％，较对照组慢。动物实验：动物术后切口无感染，于4周行动自如。X线片示术后4周对照组骨缺损区材料清晰，实验组骨缺损区密度大部分接近宿主骨，材料模糊；8周对照组材料边缘较术后4周模糊，实验组骨缺损区密度已基本接近宿主骨。组织学观察，术后4周对照组可见少量成骨细胞和破骨细胞，实验组可见成熟骨组织和骨髓腔，新生骨逐渐取代材料；8周对照组可见大量成骨细胞和破骨细胞，少量新生骨并向材料内长入，实验组可见成熟骨小梁和骨髓组织。结论PCPC是rhBMP-2较理想的载体材料，复合后具有良好的诱导成骨作用，可作为一种新型复合人工骨修复骨缺损，具有良好的临床应用前景。     

rhBMP-2、bFGF双基因共转染兔骨髓间充质干细胞复合nHA/RHLC/PLA支架及其体内外成骨分化研究

[目的]探讨rhBMP-2、bFGF双基因共转染兔骨髓间充质干细胞(bone marrow stem cells,BMSCs)复合nHA/RHLC/PLA支架及其体内异位成骨研究.[方法]构建携带rhBMP-2及bFGF基因片段的双基因表达载体prhBMP-2-IRES-bFGF并转染兔BMSCs,免疫细胞化学检测目的基因表达,进而与nHA/RHLC/PLA支架复合构建骨组织工程复合体.rhBMP-2及bFGF单独转染组、未干预BMSCs组设为对照.实时定量RT-PCR检测成骨相关基因(Ⅰ型胶原、骨连蛋白、骨桥蛋白)表达,扫描电镜观察细胞/材料复合情况.体外培养7 d后埋于自体股部肌袋,4周后取材,放射学及组织学方法检测成骨情况.[结果]转染后BMSCs的rhBMP-2及bFGF蛋白表达均呈阳性.复合材料后,其成骨相关基因表达明显高于rhBMP-2及bFGF单独转染组、未干预BMSCs组(P＜0.05,n=3),放射学及组织学检测也证实其异位成骨明显.[结论]采用rhBMP-2及bFGF双基因转染技术能够有效促进BMSCs成骨分化,与新型材料nHA/RHLC/PLA支架复合所构建的骨组织工程复合体,体现出良好的体内外成骨活力,进一步研究将探讨其针对大段骨缺损的修复效能.