改良型富血小板纤维蛋白与β⁃磷酸三钙复合物诱导成骨作用与机制

摘要

目的探讨改良型富血小板纤维蛋白(advanced platelet⁃rich fibrin,A⁃PRF)与β⁃磷酸三钙(β⁃tricalcium phosphate,β⁃TCP)构成比例对兔股骨缺损模型骨形成的作用及机制,为临床治疗骨缺损提供新思路。方法24只新西兰大白兔构建骨缺损模型并分为模型组、1∶1复合物组(A⁃PRF∶β⁃TCP=1∶1)、2∶1复合物组(A⁃PRF∶β⁃TCP=2∶1)与4∶1复合物组(A⁃PRF∶β⁃TCP=4∶1),每组6只。复合物组在骨缺损处填充复合材料,模型组不充填材料,8周后安乐法处死动物采标本。采用micro⁃CT测定股骨缺损区新生骨的骨密度(bone mineral densi⁃ty,BMD)、骨体积分数(bone volume fraction,BV/TV)、骨小梁厚度(trabecular thickness,Tb.Th)、骨小梁分离度(trabecular separation/spacing,Tb.Sp)。HE染色观察新骨及新生血管形成情况;扫描电镜观察新生骨组织的形态变化;酶联免疫法检测新生股骨组织中磷酸化丝裂原活化蛋白激酶p38(phospho⁃p38 mitogen activated pro⁃tein kinase,p⁃p38MAPK)、CCAAT/增强子结合蛋白同源蛋白(CCAAT/enhancer⁃binding protein homologous pro⁃tein,CHOP)、磷酸化含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3(phospho⁃cysteine aspartic protease⁃3,p⁃Caspase3)含量;实时定量PCR检测新生骨组织中骨保护素(osteoprotegerin,OPG)、骨形态发生蛋白⁃2(bone morphogenetic protein⁃2,BMP⁃2)、核因子κ⁃B配体受体致活剂(receptor activator of nuclear factor kappa⁃B ligand,RANKL)、p38MAPK的mRNA表达量;免疫组织化学法观察新生骨组织中OPG、BMP⁃2、RANKL、p⁃p38MAPK、p⁃Caspase3蛋白表达情况;荧光Tunel染色观察新生股骨组织中细胞凋亡情况。结果模型组股骨缺损区域骨形成缓慢,成骨质量差。与模型组相比,复合物组动物股骨缺损区域成骨情况良好,BMD、BV.TV、Tb.Th、Tb.N升高,Tb.Sp下降,新生股骨组织中见新生毛细血管形成;p⁃p38MAPK、CHOP、p⁃Caspase3蛋白表达降低,OPG、BMP⁃2的mRNA与蛋白表达升高,RANKL与p38MAPK的mRNA表达降低(P<0.05);各组新生骨组织中的凋亡检测表明2:1复合物组样本中细胞凋亡率最低(P<0.05);A⁃PRF∶β⁃TCP=2∶1的配比成骨效果最佳。结论由A⁃PRF与β⁃TCP组成复合物能促进OPG表达,抑制RANKL表达和p38MAPK磷酸化,减少新生骨组织细胞凋亡,促进成骨分化。