磷酸钙-胶原明胶仿生松质骨支架构建及神经递质多肽SP促进成骨转化的研究

摘要

神经支配对骨愈合、骨改建有重要作用，但神经信号调控机制对骨组织工程和转化医学的意义尚未得到重视和充分利用。根据神经递质SP的最新功能发现，我们提出假说：人工合成SP多肽可以发挥干细胞动员、血管新生刺激、骨再生引导诱导等多种生物活性功能，能够促进以自固化磷酸钙（CPC）为基础的复合仿生材料在体内向骨组织转化。
　　本实验采用CPC作为基础无机材料，酸解冻干鼠尾Ⅰ型胶原制备具有海绵状结构的明胶，混合调拌CPC和胶原明胶海绵构建能随意塑形填充、自行固化、并有内部渗透和长入引导通路的复合仿生松质骨支架，观察材料的结构，检测材料的力学性质；采用兔下颌骨缺损模型，研究神经递质多肽SP促进复合仿生材料引导和诱导骨再生的作用，最终形成适于颌面部骨缺损个体化、功能化重建的新型生物活性材料的构建方案。
　　实验一磷酸钙-胶原明胶仿生松质骨支架的构建
　　目的：制备以自固化磷酸钙为基础的复合仿生材料并研究其结构和力学性质
　　方法：醋酸溶液酸解鼠尾Ⅰ型胶原，冻干制备具有海绵状结构的明胶支架（GS），以试件总体积50％比例与CPC糊剂混合，制成 CPC/GS糊剂，分别填入2mm×4mm×25mm和直径6mm、高8mm的不锈钢模具内，自行固化4小时后脱模。进行三点力学测试和压力测试，体视显微镜和扫描电镜观察材料显微和超微结构。
　　结果：CPC与GS混合材料易于塑形，固化后比纯CPC材料的抗压强度和弯曲强度降低，但仍高于松质骨，弹性模量更接近于松质骨，材料内部可见由海绵状明胶支架构成的立体通道，具有较好的渗透引导结构。
　　结论：CPC复合GS材料具有仿生松质骨的力学性质和立体结构，易于塑形充填，具有应用于颌面部复杂外形骨缺损修复重建的良好潜力。
　　实验二神经递质多肽SP促进磷酸钙-胶原明胶复合支架成骨转化的研究
　　目的：研究人工合成多肽SP促进磷酸钙-胶原明胶复合支架体内成骨转化的作用。
　　方法：人工合成神经递质SP多肽，加入CPC固化液，制备SP活性磷酸钙－胶原明胶复合仿生材料（CPC/GS/SP）；30只成年新西兰兔分为三组，麻醉后用环状钻在右侧下颌骨体部造成直径8mm的柱状骨缺损。分别植入柱状预固化的 CPC，CPC/GS，CPC/GS/SP材料。术后12周X线及Micro CT检查材料转化情况，并取下颌骨固定、脱钙、包埋、切片，染色观察材料植入区域新骨生成情况。
　　结果：X线及Micro CT检查显示：术后12周CPC/GS/SP材料与周围骨组织融合，与对照组CPC/GS、单纯CPC在骨体积分数、骨小梁数量、骨小梁间隙及材料降解率方面均有统计学差异。组织学观察显示：术后12周CPC/GS/SP材料内部新生骨小梁明显多于CPC/GS和单纯CPC材料，成骨迹象活跃。
　　结论：具有内部胶原明胶支架通道的磷酸钙复合仿生松质骨材料利于引导组织长入，人工合成神经递质SP多肽能够在体内促进磷酸钙－胶原明胶复合仿生材料降解转化和新骨再生。

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前言

文献回顾

1. Substance P（SP）

2 胶原的应用

3 自固化磷酸钙材料

小结

实验一 磷酸钙－胶原明胶仿生松质骨支架的构建

1材料和仪器

2方法

3结果

4讨论

实验二 神经递质多肽SP促进磷酸钙－胶原明胶复合支架成骨转化的研究

1材料和仪器

2方法

3结果

4讨论

小结

参考文献

个人简历和研究成果

致谢