载rhBMP-2/PLA缓释微球的生物支架结合自体松质骨修复骨缺损的研究

摘要

目的:研究重组人骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)/聚乳酸（polylactic acid,PLA)缓释微球的理化特性及与兔骨髓间充质干细胞（bone marrow stem cells,BMSCs)的相容性；建立兔桡骨缺损模型，探讨含rhBMP-2/PLA缓释微球的丝素蛋白（silk fibroin，SF）/壳聚糖（chitosan，CS）/纳米羟基磷灰石（nano Hydroxyapatite，n-HA)生物支架结合自体松质骨修复其桡骨缺损的疗效。
　　方法：1、采用复乳溶剂挥发法制备rhBMP-2/PLA缓释微球，进行扫描电镜、激光粒度检测及采用ELISA试剂盒检测包封率、载药率及体外释药率。
　　2、采用全骨髓贴壁筛选法分离兔 BMSCs，并与 rhBMP-2/PLA缓释微球共培养，采用MTT法、倒置显微镜及扫描电镜观察等评价微球的细胞相容性。
　　3、取新西兰大白兔75只，随机分成5组构建右桡骨骨缺损模型：A组植入含rhBMP-2/PLA缓释微球的SF/CS/n-HA生物支架结合部分自体松质骨，B组植入含rhBMP-2的SF/CS/n-HA生物支架结合部分自体松质骨，C组植入自体松质骨，D组植入SF/CS/n-HA生物支架，E组不植入任何材料。分别于术后4、8、12周取材进行大体观察、X线摄片及组织学、生物力学检查并参照Lane-Sandhu骨缺损修复组织X线和组织学评分标准进行评分评估骨缺损修复疗效。
　　结果：1、扫描电镜见rhBMP-2/PLA缓释微球近似圆形，形态较规则，分散性较好，表面光滑。平均粒径839.6nm，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%。
　　2、MTT法检测rhBMP-2/PLA缓释微球对细胞毒性结果分析显示：rhBMP-2/PLA缓释微球对细胞无毒性；随着时间增加，实验组细胞增长数量明显多于对照组，第1、3天实验组与对照组OD值比较差异无统计学意义（P＞0.05），第5、7天实验组与对照组OD值比较有统计学差异（P＜0.05)。倒置显微镜观察及扫描电镜观察细胞生长良好，增殖分裂正常。
　　3、术后4、8、12周大体观、X线、组织学、生物力学、Lane-Sandhu骨缺损修复组织X线和组织学评分发现随着时间的延长，A组与C组修复疗效相当，差异无统计学意义(P＞0.05)，优于其他各组，其差异均有统计学意义(P＜0.05)。
　　结论：1、制备出的rhBMP-2/PLA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。
　　2、rhBMP-2/PLA缓释微球对BMSCs具有良好的细胞相容性。
　　3、含rhBMP-2/PLA缓释微球的SF/CS/n-HA生物支架结合部分自体松质骨修复骨缺损的疗效与完全使用自体松质骨修复兔桡骨缺损的疗效一致，可以大大减少自体骨的使用，有望成为一种新型、优良的复合骨组织工程修复材料。

目录

封面

中文摘要

前言

第一部分rhBMP-2/PLA缓释微球的制备及体外细胞毒性研究

1 材料与方法

1.1 主要实验仪器及材料

1.2主要实验试剂

1.3 实验方法

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 rhBMP-2/PLA缓释微球的SEM结果

2.2 rhBMP-2/PLA缓释微球激光粒径结果

2.3 rhBMP-2/PLA缓释微球的包封率和载药量结果

2.4 rhBMP-2/PLA缓释微球体外释放rhBMP-2检测

2.5 BMSCs原代及传代培养形态

2.6 rhBMP-2/PLA缓释微球对BMSCs毒性评价结果[15]

2.7 rhBMP-2/PLA缓释微球与BMSCs共培养增殖活力测定结果

2.8倒置显微镜观察rhBMP-2/PLA缓释微球与BMSCs共培养增殖结果

2.9 rhBMP-2/PLA缓释微球与BMSCs共培养SEM观察结果

3 讨论

4 结论

第二部分载rhBMP-2/PLA缓释微球的生物支架结合自体松质骨修复骨缺损的的研究

1.材料与方法

1.1实验动物

1.2 主要实验仪器及实验试剂50万居里 60CO辐照装置

1.3 实验方法

1.4 统计学处理

2 结果

2.1 rhBMP-2/PLA缓释微球/SF/CS/n-HA生物支架复合体SEM结果

2.2 实验动物观察

2.3 大体标本观察结果

2.4影像学X线观察结果

2.5 组织学观察结果

2.6 生物力学检测结果

3 讨论

4 结论

综述： 骨组织工程材料修复骨缺损的研究进展