BMP-2載藥微球與納米纖維復合支架的構建及骨組織工程研究.pdf

1、骨缺損的修復和功能重建研究一直是組織工程領域的研究熱點。傳統(tǒng)的修復方法包括自體移植和異體移植，但自體移植來源有限，而異體移植容易引發(fā)排斥反應等，這些修復方法都存在著一定的局限性。骨組織工程通過將活性因子引入到支架材料上并誘導細胞生長和分化，為骨修復提供了新的思路。骨形態(tài)發(fā)生蛋白（bone morphogenetic protein, BMP）是一種可以誘導骨組織形成的細胞因子，若將其與支架直接復合，極易導致其生物活性的喪失。因此，利用微

2、載體負載成骨因子再與支架復合，不僅有利于保持其生物活性，且成骨因子的持續(xù)緩釋也更有利于發(fā)揮其促成骨效果。
　　本課題將骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2（BMP-2）負載到PLGA微球中，隨后將其復合到 PLLA/PLGA/PCL納米纖維支架中構建復合仿生骨支架成骨材料，對復合支架的理化性能和體內、外誘導成骨能力進行了研究。具體內容如下：
　?。?）載BMP-2的PLGA（BMP-2@PLGA）微球的制備和表征：首先，采用雙乳化法（W/O/

3、W）制備 PLGA微球，并研究了微球的微觀形貌、粒徑大小及緩釋性能。掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope, SEM）結果表明，約81％的PLGA微球粒徑在20-39μm 之間，微球表面有多孔結構。通過用牛血清白蛋白（BSA）模擬BMP-2生長因子在體外進行蛋白緩釋實驗，證實BSA可以從PLGA微球中緩慢釋放出來且能持續(xù)釋放長達1個月。因此，制備的BMP-2@PLGA微球具有生物活性及應用于骨

4、組織工程的潛力，其釋放的 BMP-2生長因子可以長效釋放以達到促進骨修復的作用。
　?。?）進一步采用熱致相分離技術（TIPS）制備PLLA/PLGA/PCL納米纖維支架并與 PLGA微球進行復合，制備出 PLGA微球與PLLA/PLGA/PCL（PLGA-PLLA/PLGA/PCL）的復合支架：將PLGA微球均勻分散在正己烷與四氫呋喃的混合溶液中，四氫呋喃輕微溶解納米纖維支架和 PLGA微球的表面，從而將 PLGA微球粘合在納米

5、纖維支架表面。通過對納米纖維支架的形貌觀察可知， PLLA/PLGA/PCL支架在微觀上為多孔網(wǎng)絡結構，并且該支架孔壁上呈現(xiàn)納米纖維結構。通過對PLGA-PLLA/PLGA/PCL復合支架進行形貌觀察，證實了PLGA微球能夠成功復合到納米纖維支架的表面，形成的復合支架仍然能夠保持三維多孔的納米纖維結構，PLGA微球不會阻塞支架本身的多孔結構。通過對PLGA-PLLA/PLGA/PCL復合支架模擬體內環(huán)境進行體外降解實驗，證實了該復合支架

6、在模擬體液環(huán)境中能夠降解，預期隨著復合支架結構的崩塌，該支架有利于細胞的進一步生長和組織的再生。
　　（3）對 BMP-2@PLGA-PLLA/PLGA/PCL復合支架進行生物學評價，包括生物相容性、體外誘導成骨能力和體內成骨能力。結果表明，該復合支架具有良好的生物相容性，適合成骨細胞的粘附和鋪展增殖，并且有利于成骨細胞向支架孔內長入，負載的 BMP-2生長因子能夠更顯著地促進成骨細胞的粘附生長和分化，進而促進礦化基質的形成。動物

7、實驗結果表明，該復合支架能夠使 BMP-2生長因子持續(xù)作用于植入部位，促進成骨細胞在動物體內分泌骨基質，并礦化而形成新骨。
　　綜上所述，本研究構建的載BMP-2的PLGA微球與納米纖維復合支架作為一種有蛋白緩釋載體的復合支架材料能夠應用于骨修復，并在體外促進成骨細胞的粘附和增殖，具有促進成骨細胞分化及礦化能力；在體內能夠誘導成骨細胞分化為成熟的骨細胞，進而形成礦化基質，具有異位成骨和原位骨缺損修復的能力。因此，本研究為骨缺損修復