无定形磷酸钙负载rhBMP-2纳米缓释体的制备及细胞毒性实验

[目的]制备无定形磷酸钙（ACP）负载重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2／ACP）纳米缓释体并观察其细胞毒性，为进一步体内植入提供实验依据。[方法]采用湿化学法合成rhBMP-2／ACP纳米缓释体；兔间充质干细胞（BMSCs）与rhBMP-2／ACP纳米缓释体进行体外复合培养，观察细胞在材料表面的黏附、增殖及功能表达，检测材料的细胞毒性。[结果]材料浸提液对兔BMSCs的生长无影响，其细胞相对增殖率在100．2％～102．5％之间，细胞毒性评级为0级；BMSCs于复合材料表面的黏附、生长速度、形态与对照组无明显差别。[结论]rhBMP-2／ACP纳米缓释体无细胞毒性，复合培养不影响BMSCs的正常生理功能，细胞相容性良好。     

rhBMP-2明胶纳米微球制备及体外缓释效果研究

目的制备重组人骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)明胶纳米微球并检测其体外缓释效果。方法 "二次凝聚法"制备明胶纳米微球,扫描电镜、透射电镜和粒径分析仪检测纳米微球的表面形态、内部结构、粒径,计算其溶胀率;将rhBMP-2与明胶纳米微球复合,计算其包封率和载药量,并对其体外缓释效果进行检测。结果明胶纳米微球的表面形态良好,分散均一,内部结构多孔隙、通道,平均粒径(171.49±50.12)nm,溶胀率为1.83;rhBMP-2明胶纳米微球的包封率为(98.13±0.131)%,载药量为(58.89±0.079)ng/mg;rhBMP-2明胶纳米微球释药时间在1个月以上,呈"双相缓释",第1天为"突释相",释药量约为7%,以后平缓释放呈"缓释相",40%左右的药物于28 d内释放,约60%的药物在1个月以后释放。结论成功制备rhBMP-2明胶纳米微球,不但包封率高,而且体外缓释效果好。     

应用活性玻璃/rhBMP2构建生物活性材料支架的相容性研究

[目的]观察BG／rhBMP2构建的三维立体材料支架的细胞相容性、组织相容性，为进一步改善材料性能提供依据。[方法]体外培养的兔成骨细胞分别与BG和BG／rhBMP2材料支架联合培养，倒置显微镜、扫描电镜观察细胞黏附情况，MTT法分析细胞增殖情况；将复合培养的两种支架材料植入兔肌袋中，同期观察复合材料及空白对照组，分别于术后2、4、8、12周来评价其组织相容性。[结果]MTT法结果显示：随着培养时间的延长，各组细胞数量都明显增加，各时间点复合材料支架组细胞数高于空白对照组，差异有显著性意义，复合材料支架BG／rhBMP2在细胞贴壁时间和细胞活性方面均较单纯支架优良；两种支架材料在体内均无明显炎症反应。[结论]BG／rhBMP2是一种具有良好生物相容性的支架材料，有望在骨组织工程中得到广泛应用。     

多孔双相陶瓷复合重组人骨形态发生蛋白-2和碱性成纤维细胞生长因子缓释微球的生物相容性

目的 观察复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)缓释微球的多孔双相陶瓷(BCP)组织相容性.方法 A组(rhBMP-2+bFGF缓释微球/BCP)、B组(单纯BCP)、C组(bFGF缓释微球/BCP)、D组(rhBMP-2缓释微球/BCP)和E组(不含BCP).其中bFGF、dlBMP的浓度各为5、15μg,材料均为5 mm×5 mm×1mm.采用体外细胞培养的方法测定细胞黏附能力、浸提液对于兔骨髓基质细胞(BMSCs)增殖和成骨分化的影响及体外诱导BMSCs成骨分化的能力.结果 细胞在材料上黏附、生长良好.各组噻唑蓝(MTT)吸光度值、碱性磷酸酶(ALP)值均随培养时间的延长而增大.A组与B、D和E组比较对MSC有显著的促增殖作用,但低于C组(P<0.05).A组ALP活性显著高于B、C和E组,但低于D组(P<0.05).结论 复合rhBMP-2和bFGF缓释微球的BCP具有良好的生物相容性.     

壳聚糖作为rhBMP-2体外缓释载体的实验研究

目的 将壳聚糖作为重组人骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2）的载体，通过体外释放实验评价rhBMP-2在壳聚糖中释放的动力学过程，探讨壳聚糖对rhBMP-2缓释作用。方法采用乳液冷冻干燥法制作rhBMP-2／壳聚糖支架，单纯壳聚糖支架为对照。对支架进行大体和扫描电镜观察：将支架材料在磷酸盐缓冲液（PBS）中持续浸泡，通过高效液相色谱分析仪检测不同时间点浸出液中rhBMP-2的含量，进行累积释放量的动态观察，绘制rhBMP-2释放曲线。结果支架材料的形态学观察呈疏松多孔海绵状；rhBMP-2从支架材料中释放的动力学过程第1天表现为“爆发性”释放（33．2％）；第1-7天rhBMP-2出现快速释放，释放曲线呈快速上升直线；第7～14天释放速度减慢；第14-30天出现缓慢而持久的释放，至1个月释放量达81．3％。结论多孔壳聚糖支架对rhBMP-2有缓慢而持久的体外释放作用，可作为rhBMP-2的缓释载体，为rhBMP-2持续发挥骨诱导作用提供初步的实验基础，且具有临床应用的可行性。     

rhBMP-2/壳聚糖/硫酸葡聚糖复合微球制备及生物安全性研究

目的：制备重组人骨形态发生蛋白/壳聚糖/硫酸葡聚糖（CS/DS/rhBMP-2）复合微球,评估其体外生物相容性。方法采用离子交联法制备CS/DS/rhBMP-2复合微球及CS/DS空白微球,电镜观察CS/DS/rhBMP-2复合微球的形态。采用MTT法检测CS/DS/rhBMP-2微球组、CS/DS空白微球组、rhBMP-2组、对照组各组对L929小鼠成纤维细胞的细胞毒性。结果成功制备CS/DS/rhBMP-2复合微球,电镜检查结果示微球成球满意,分散度好。体外实验结果提示复合微球与L929细胞共培养1、3、5、7 d,其光密度（OD）值与对照组比较差异无统计学意义（P＞0.05）;CS/DS/rhBMP-2微球组、CS/DS空白微球组、rhBMP-2组、对照组浸提液对L929细胞作用2 d后的细胞相对增殖率（RGR）分别为102.41%、102.85%、99.34%、100%,毒性分级分别为0、0、1、0级。结论成功制备的CS/DS/rhBMP-2复合微球体外生物相容性好,无细胞毒性,在骨组织工程领域具有潜在的应用价值。     

β转化生长因子增强rhBMP-2诱导成骨的剂量依赖性

目的：对β转化生长因子（TGF-β）增强人重组骨形态发生蛋白-2（rhBMP-2)诱导成骨的剂量依赖性进行研究。方法：245只BALB/c小鼠随机分7组，每组35只，实验组rhBMP-2的剂量均为0.5mg，TGF-β的剂量分别为2、10、20，80，200，400μg，设立单纯rhBMP-2(0.5mg)组为对照，各组于术后3、5、7、9，14，21d共6个时点取材，行组织学，X线分析以及钙含量测定。观察7组的诱导成骨情况。结果：（1）TGF-β剂量为10-80μg时，明显增强rhBMP-2的诱导成骨作用。（2）TGF-β剂量为2200ug时，对rhBMP-2的诱导成骨作用无明显影响。（3）TGF-β剂量为400μg时，明显抑制了rhBMP-2的诱导成骨作用。结论：TGF-β增强rhBMP-2诱导成骨存在着剂量依赖性。     

磷酸钙骨水泥/rhBMP-2修复犬股骨头软骨下骨缺损重建力学性能的实验研究

目的：研究应用组织工程技术修复股骨头骨缺损后力学性能的变化。方法：20只犬随机分为A、B两组，各组对侧作为C组。用活门法(Trapdoor)造骨缺损模型，通过活门在骨缺损区A组植入磷酸钙骨水泥／rhBMP-2；B组植入多孔磷酸钙骨水泥；C组缺损区不做处理。回植活门区软骨瓣与骨关节面平齐。16周后进行组织标本观察、组织学检查、生物力学测试。结果：A组，关节面光滑，无活门区软骨瓣塌陷，活门区软骨瓣色泽与周围关节软骨相近，缺损区磷酸钙骨水泥几乎完全吸收由新生骨组织替代，力学强度明显高于B、C组；B组，6只软骨瓣塌陷(1～3．6mm)，软骨瓣色苍白，质软易碎，力学强度低于A组，骨缺损区尚残存部分磷酸钙骨水泥；C组，几乎所有软骨瓣塌陷(1．6～5．5mm)，色灰白，软易碎，表面有细小的裂纹，力学强度最低，缺损区有纤维组织填充。结论：新型生物活性材料多孔磷酸钙骨水泥／rhBMP-2能明显加快股骨头软骨下骨缺损的修复并有效的恢复股骨头的力学性能。     

重组人骨形态发生蛋白-2用于人工关节生物固定方法的研究

目的 探讨复合重组人骨形态发生蛋白-2(rhBMP2)植入体对骨-假体界面骨长入及结合强度的作用。方法将多孔金属表面植入体(PCA)与复合．rhBMP2的PCA植入体、HA涂层植入体及：PCA表面喷涂HA植入体植入犬皮质骨并综合运用X线摄片、软X线照相、不脱钙骨组织磨片、荧光显微镜检查、骨组织计量学分析及生物力学测定等方法对骨-植入体界面的骨长入及界面的结合强度进行了比较分析。结果术后软X线照相、组织学、骨组织计量学及生物力学比较分析显示复合rhBMP2的植入体在各时间组的新生骨形成率和界面剪切强度均优于其它各组;以4周时最为明显,且差异有非常显著意义。结论植入体复合rhBMP2后在促进早期骨-假体界面的骨长入和结合强度方面优于其它各种方法,有利于早期骨与假体间的结合和固定。     

磷酸钙骨水泥/rhBMP-2修复犬股骨头软骨下骨缺损重建力学性能的实验研究

目的:研究应用组织工程技术修复股骨头骨缺损后力学性能的变化.方法:20只犬随机分为A、B两组,各组对侧作为C组.用活门法(Trapdoor)造骨缺损模型,通过活门在骨缺损区A组植入磷酸钙骨水泥/rhBMP-2;B组植入多孔磷酸钙骨水泥;C组缺损区不做处理.回植活门区软骨瓣与骨关节面平齐.16周后进行组织标本观察、组织学检查、生物力学测试.结果:A组,关节面光滑,无活门区软骨瓣塌陷,活门区软骨瓣色泽与周围关节软骨相近,缺损区磷酸钙骨水泥几乎完全吸收由新生骨组织替代,力学强度明显高于B、C组;B组,6只软骨瓣塌陷(1～3.6mm),软骨瓣色苍白,质软易碎,力学强度低于A组,骨缺损区尚残存部分磷酸钙骨水泥;C组,几乎所有软骨瓣塌陷(1.6～5.5mm),色灰白,软易碎,表面有细小的裂纹,力学强度最低,缺损区有纤维组织填充.结论:新型生物活性材料多孔磷酸钙骨水泥/rhBMP-2能明显加快股骨头软骨下骨缺损的修复并有效的恢复股骨头的力学性能.     

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。     

离体牙短期应用酪蛋白磷酸多肽钙磷复合体再矿化的实验研究

目的:评价短期应用10%酪蛋白磷酸多肽钙磷复合体(complex of casein phosphopeptide and amorphous calcium phosphate,CPP-ACP)(商品名:Tooth Mousse护牙素)离体牙釉质片再矿化的功效。方法:将正畸需要拔出的离体前磨牙15颗从冠根向一分为二,共30个实验样本,用自凝材料包埋于塑料圈内,根据扫描电镜样品的要求打磨抛光,抛光后的牙釉质面积为3mm×3mm。用数字随机表的方法随机分成4个实验组和1个对照组,每组6个。对照组是用37.5%磷酸酸蚀浸泡牙釉质2 min后不用护牙素浸泡,实验组均用37.5%磷酸酸蚀浸泡牙釉质2min后分别用Tooth Mousse护牙素涂搽牙面30 min,置于蒸馏水中浸泡。每组浸泡的时间逐步累加,A、B、C、D实验组分别浸泡时间为1、5、10、20h。每组待第2天在同一时间涂搽护牙素及在蒸馏水中浸泡的步骤同第1天,每天更换蒸馏水一次。每组连续作用5次。扫描电镜观察及用能谱检测钙的质量分数,统计分析各组釉柱再矿化与浸泡时间的关系。结果:A、B、C、D实验组釉质表面钙质量分数是(67.38±0.89、67.63±0.56、67.71±0.52、69.11±0.27)和酸蚀组65.74±0.74之间的差异有统计学意义(F=21.568,P=0.0000.01);用(Student-Newman-Keuls)法做多组间样本均数的两两统计比较分析,A、B、C组间差异均无统计学意义(P0.05);D实验组与A、B、C组间差异均有统计学意义(P0.05)。结论:Tooth Mousse护牙素体外实验在蒸馏水环境中多次短时间每天20h浸泡离体牙釉质在减少脱矿和促进再矿化方面较实验其余3组作用显著。     

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。     

Surface structure of amorphous calcium phosphate by ESR of VO2+ adsorbed on it

Summary The electron spin resonance (ESR) spectra of vanadyl ions (VO²⁺) adsorbed on amorphous calcium phosphate (ACP), formed under varying conditions, were measured at room temperature. They varied with the variation of the conditions and were different from those of other calcium phosphates. The present result suggests that ACP is a distinct and a separate compound from other calcium phosphates and that ACP is a noncrystalline form of Ca₃ (PO₄)₂·3H₂O or a solid solution of the composition of Ca₃(PO₄)_1.87(HPO₄)_0.2, which was proposed previously.     

rhBMP-2/异体骨复合骨应用于兔腰椎植骨融合的实验研究

目的评价rhBMP-2/异体骨复合骨在兔腰椎后路横突间植骨融合中的效果,探讨此复合骨替代自体骨用于腰椎后路横突间植骨融合的可能性。方法30只新西兰大白兔随机分为三组,行后路腰椎横突间植骨融合术,分别植入自体髂骨条、rhBMP-2/异体骨复合骨及单纯异体髂骨条。术后喂养6周,处死动物,取出标本,分别采取盲法进行手工测试,影像学、组织学观察及单向拉伸的生物力学测试,并用图像分析系统定量分析植骨区内成骨量,取得数据后进行综合评价。结果手工测试显示rhBMP-2/异体骨复合骨组融合率(90%)明显优于自体骨(40%)及异体骨组(20%)(P＜0．05)。影像学及组织学显示rhBMP-2/异体骨复合骨组成骨速度及骨成熟程度均优于其它两组。单向拉伸生物力学测试结果表明复合骨组和自体骨组两组间无明显差别(P＞0．05),但均明显优于异体骨组(P＜0．05)。定量分析显示植骨区内新骨形成面积复合骨组和自体骨组两组间无明显差别(P＞0．05),但均明显优于异体骨组(P＜0．05)。结论在兔腰椎后路横突间植骨融合术中,rhBMP-2/异体骨复合骨可促进骨形成并提高融合率,可作为替代自体骨的理想材料。     

A thermodynamic analysis of the amorphous to crystalline calcium phosphate transformation

Summary A thermodynamic analysis of the precipitation of amorphous calcium phosphate (ACP) and its transformation to crystalline apatite has been made. A nearly constant ion product, over a wide variety of conditions, was obtained for a tricalcium phosphate (TCP)-like phase suggesting that the molecular unit which governs the solubility of ACP may be similar in composition to TCP. The introduction of 10% acid phosphate into the formula for the TCP ion product improves the fit of experimental data and results in an invariant ion product. The stability of ACP in solution was found to be dependent upon its thermodynamic instability with respect to an octacalcium phosphate (OCP)-like phase. The dependence of the induction period for the amorphous to crystalline transformation upon the pH and the Ca/P ratio of the solution is best explained by the assumption that an OCP-like phase is initially nucleated on the surfaces of the ACP particles. The events that occur in the immediate post-transition period suggest the hydrolysis of this OCP-like material to an apatitic phase.     

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。     

Comparison of the osteogenesis and fusion rates between activin A/BMP-2 chimera (AB204) and rhBMP-2 in a beagle's posterolateral lumbar spine model

Background Context

Activin A/BMP-2 chimera (AB204) could promote bone healing more effectively than recombinant bone morphogenetic protein 2 (rhBMP-2) with much lower dose in a rodent model, but there is no report about the effectiveness of AB204 in a large animal model.

Stabilization of amorphous calcium phosphate by Mg and ATP

Summary A synergistic effect has been demonstrated when magnesium and adenosine triphosphate (ATP) are used together in solution to delay the conversion of a slurry of amorphous calcium phosphate (ACP) to crystalline hydroxyapatite (HA). Conversion is delayed in some instances more than 10 times as long as with either ATP or Mg alone. In all experiments conversion did not begin until ATP in solution had decreased through hydrolysis to an undetectable level. The effect of Mg is to decrease substantially the rate at which ATP hydrolysis occurs. Once conversion began it proceeded more slowly in the presence of both Mg and ATP than with Mg or ATP alone. ATP was also found to prevent the formation of HA from metastable solutions of calcium and phosphate which did not contain any solid phase. Over the time period of these experiments, ATP hydrolyzed to a negligible extent in Tris-HCl buffer and in solutions containing Ca, PO₄, and Ca plus PO₄ ions. Hydrolysis of ATP does occur in the presence of ACP or HA, presumably by transphosphorylation on the surface of the solid calcium phosphate phase. It was concluded that ATP stabilized ACP, not by affecting its dissolution, but either by poisoning heteronuclear growth sites, or by poisoning the growth of embryonic HA nuclei (formed heterogeneously or homogeneously) before their critical size is reached, or by poisoning both. In the case of embryonic HA nuclei, the poisoned nuclei would go back into solution preventing HA crystal formation. In addition, it was found that the neutral Ca₉(PO₄)₆ clusters, which are believed to be the basic structural unit of ACP, break down into individual Ca and PO₄ ions when ACP dissolves in aqueous medium.