特異性結(jié)合BMP-2絲素支架的制備及其生物相容性研究.pdf

1、骨形態(tài)發(fā)生蛋白2(BMP-2)是骨形態(tài)發(fā)生蛋白家族中的一員,具有極強(qiáng)的誘導(dǎo)成骨能力,屬于轉(zhuǎn)錄生長(zhǎng)因子β(TGF-β)超家族。通常,該類生長(zhǎng)因子在體內(nèi)的半衰期大約是數(shù)秒到數(shù)分鐘,很容易失去活性。理想的方式是將生長(zhǎng)因子與載體材料復(fù)合,保持生長(zhǎng)因子在體內(nèi)環(huán)境下的生物活性并實(shí)現(xiàn)其長(zhǎng)期有效釋放。而常規(guī)的物理吸附方法,存在BMP-2與載體間較低親和性的問題,導(dǎo)致BMP-2的快速釋放。近年來,研究者們嘗試對(duì)BMP-2與載體的改性等方法來提高二者的親和

2、性。另一方面,絲素蛋白由于其良好的機(jī)械性能、生物相容性等被廣泛應(yīng)用于組織工程、藥物釋放等領(lǐng)域。
　　 本研究采用大腸桿菌BL21原核表達(dá)獲得人重組BMP-2,系統(tǒng)地研究了人重組BMP-2原核表達(dá)純化和復(fù)性,以及復(fù)性后蛋白的活性;采用冷凍干燥法制得絲素支架(SF),研究了二種特異性結(jié)合BMP-2絲素支架的制備方法,同時(shí)分析了其形貌、紅外、孔隙率等因素,并考察了二種特異性結(jié)合BMP-2絲素支架肝素接枝量,以及對(duì)BMP-2吸附和釋放行

3、為;然后又分別研究了二種特異性結(jié)合支架細(xì)胞毒性,負(fù)載BMP-2后復(fù)合支架的生物相容性。
　　 通過原核表達(dá)所得到的BMP-2分子量在20 kDa左右,與預(yù)期一致,在30μg/mL濃度下MG-63細(xì)胞的分化,具有良好的生物學(xué)活性。冷凍干燥法制得的絲素支架具有多孔結(jié)構(gòu),孔徑分布在100-200μm,孔間連通性較好,紅外結(jié)果顯示其二種特異性結(jié)合支架中的SF蛋白結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成更加穩(wěn)定的β折疊結(jié)合。HP/SF與HP/L-SF肝素接枝量分別達(dá)到

4、了1.80±0.14μg/mg和1.10±0.22μg/mg。體外復(fù)合支架對(duì)BMP-2的吸附及釋放行為研究結(jié)果表明,二種特異性結(jié)合BMP-2支架HP/SF與HP/L-SF能顯著提高BMP-2的吸附量,相對(duì)于SF12.21士0.52μgBMP-2的吸附量,HP/SF的吸附量達(dá)到了15.15±0.93μg,而HP/L-SF的吸附量則更高,達(dá)到了19.65±1.81μg;并且二種支架在有效的抑制了BMP-2突釋,相對(duì)于SF第一天50.41％的

5、釋放,HP/SF與HP/L-SF第一天的釋放率分別下降到29.90％、26.82％,到達(dá)第七天時(shí),相對(duì)于SF78.41％的釋放率,HP/SF與HP/L-SF則分別為53.53％、40.97％;細(xì)胞結(jié)果表明,兩種特異性結(jié)合BMP-2絲素支架負(fù)載BMP-2后均能持續(xù)顯著地提高M(jìn)G-63細(xì)胞分化水平,而且HP/L-SF組較HP/SF組有更高促進(jìn)細(xì)胞分化的效果。
　　 本文針對(duì)BMP-2與載體間存在低親和性,容易快速流失的缺點(diǎn),采用在絲