可負(fù)載并緩釋骨形態(tài)發(fā)生蛋白的高分子微球與復(fù)合三維支架的制備及成骨分化研究.pdf

1、研究背景：
　　目前，骨缺損是常見(jiàn)臨床病癥，其傳統(tǒng)的治療方法，如骨移植存在大量的問(wèn)題，譬如供體來(lái)源有限、潛在的并發(fā)癥，尤其是對(duì)于大段骨缺損的修復(fù)。組織工程技術(shù)和材料科學(xué)的發(fā)展改變了骨缺損修復(fù)的傳統(tǒng)模式，改善了傳統(tǒng)療法的缺點(diǎn)，有望成為解決臨床上骨缺損修復(fù)的有效手段。
　　骨組織工程修復(fù)支架材料是目前骨缺損修復(fù)的研究熱點(diǎn)之一。理想的骨替代材料應(yīng)具有三維多孔結(jié)構(gòu)、機(jī)械耐受性、生物降解性、生物相容性和骨誘導(dǎo)性等，但大部分用于組織工程

2、的高分子材料不具有骨誘導(dǎo)性。而骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)是一種骨誘導(dǎo)性的生長(zhǎng)因子，可與高分子材料結(jié)合。因此，需要研制出可負(fù)載和緩慢釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白的復(fù)合高分子材料，用于骨組織工程的應(yīng)用研究。
　　第一部分可負(fù)載并緩釋骨形態(tài)發(fā)生蛋白的高分子微球的制備
　　目的:研制出負(fù)載和緩慢釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7的乳酸-羥基乙酸-乙二醇共聚物微球(PGLA-PEG MS)，可用于骨組織工程的應(yīng)用研究。
　　方法:采

3、用復(fù)乳溶劑揮發(fā)法(W1/O/W2)分別制備負(fù)載BMP-2和BMP-7的兩種PGLA-PEG微球，并檢測(cè)微球的粒徑大小、BMP包封率及BMP-2和BMP-7的緩釋效果。人來(lái)源的成骨細(xì)胞與所制備的微球共培養(yǎng)，研究微球的細(xì)胞增殖能力及其成骨分化能力。
　　結(jié)果:所制備的負(fù)載和緩慢釋放BMP-2和BMP-7的乳酸-羥基乙酸-乙二醇共聚物微球(PGLA-PEG MS)具有較高的BMP包封率，且能緩慢地釋放兩種BMP。在細(xì)胞培養(yǎng)的第10天，添

4、加微球的細(xì)胞活性與細(xì)胞培養(yǎng)板對(duì)照組接近。同時(shí)添加微球細(xì)胞的堿性磷酸酶和Ⅰ型膠原蛋白、骨鈣素和骨橋蛋白三種成骨基因表達(dá)都大于未負(fù)載BMP的微球?qū)φ战M。
　　結(jié)論:成功地研制出一種可負(fù)載并緩慢釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7的PGLA-PEG微球，本支架可用于骨組織工程的應(yīng)用研究。
　　第二部分可同時(shí)負(fù)載并緩釋兩種骨形態(tài)發(fā)生蛋白的高分子復(fù)合支架的制備
　　目的:研制一種可同時(shí)釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2和骨形態(tài)發(fā)生蛋白

5、-7的三維的生物活性支架，用于骨組織工程的應(yīng)用研究。
　　方法:首先，分別采用乳化法和相分離法，制備出負(fù)載BMP-2和BMP-7的PGLA-PEG微球和三維多孔的PCL支架。采用改良的二氯甲烷熏蒸法，將微球粘附在支架上，形成同時(shí)負(fù)載BMP-2和BMP-7的復(fù)合支架，并檢測(cè)兩種BMP的緩釋效果。將人來(lái)源的成骨細(xì)胞種植在復(fù)合支架中，研究支架上的細(xì)胞增殖能力，及其成骨分化能力。
　　結(jié)果:所制備的復(fù)合支架能同時(shí)緩慢的釋放兩種BMP

6、。在細(xì)胞培養(yǎng)的第10天，復(fù)合支架上的細(xì)胞活性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)支架，細(xì)胞形態(tài)正常。同時(shí)復(fù)合支架上細(xì)胞堿性磷酸酶和Ⅰ型膠原蛋白、骨鈣素和骨橋蛋白三種成骨基因表達(dá)都高于傳統(tǒng)的PCL支架。
　　結(jié)論:成功的研制出一種可同時(shí)釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7的生物活性支架，本支架可用于骨組織工程的應(yīng)用研究。
　　第三部分可大量負(fù)載并長(zhǎng)期緩釋骨形態(tài)發(fā)生蛋白的磷脂/高分子復(fù)合支架的制備
　　目的:研制一種可大量負(fù)載且能長(zhǎng)期緩釋骨

7、形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的聚己內(nèi)酯復(fù)合支架，誘導(dǎo)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨分化，用于骨組織工程的應(yīng)用研究。
　　方法:首先，利用磷脂(PL)修飾BMP-2，形成BMP-2/PL混合物(BMP-2/PL)，使其能分散在二氯甲烷溶液中。再與PCL混合，采用相分離法制備出負(fù)載BMP-2的三維的PCL支架，并檢測(cè)BMP的緩釋效果。將人來(lái)源的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞種植在復(fù)合支架中，研究支架上的細(xì)胞增殖能力，及其成骨分化能力，并與傳統(tǒng)的支架進(jìn)行