硫酸鈣對骨修復(fù)的影響及硫酸鈣富血小板血漿活性支架材料的研制.pdf

1、因?yàn)閯?chuàng)傷，特別是高能量創(chuàng)傷、關(guān)節(jié)置換翻修術(shù)、骨腫瘤切除術(shù)等原因造成大塊骨缺損，需要進(jìn)行骨移植的患者不斷增多，臨床上對骨移植材料的需求越來越大。國外商品化的硫酸鈣(calcium sulfate，CS)在體內(nèi)能完全降解、生物相容性好，其降解速度與新骨形成速度趨于一致，經(jīng)臨床應(yīng)用證明是一種非常好的骨移植替代材料。目前我國尚無SFDA批準(zhǔn)使用的國產(chǎn)外科級硫酸鈣。我們通過條件篩選和技術(shù)改進(jìn)，以檸檬酸+X為轉(zhuǎn)晶劑制備出純度高、晶形均一、具有良好生

2、物相容性的檸檬酸化半水硫酸鈣。通過系列實(shí)驗(yàn)證明該材料水化后形成的二水硫酸鈣生物相容性好、體內(nèi)能夠降解吸收。在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)研究，通過對二水硫酸鈣制備過程中的加壓技術(shù)提高了硫酸鈣的抗壓強(qiáng)度；用包衣技術(shù)來控制硫酸鈣的降解時(shí)間和釋放速度，起到恒釋、緩釋的作用；通過復(fù)合BMP提高了硫酸鈣人工骨的骨誘導(dǎo)活性；復(fù)合抗生素研制抗生素控緩釋制劑，在硫酸鈣的應(yīng)用研究上取得了一定的進(jìn)展，從理論上拓展了硫酸鈣人工骨的應(yīng)用前景。盡管硫酸鈣作為

3、一種骨移植替代材料，具有良好的生物相容性、可降解性、有一定的抗壓強(qiáng)度，在臨床上得到了廣泛應(yīng)用，但是，目前對硫酸鈣修復(fù)骨缺損的具體機(jī)制研究并不多，特別是對硫酸鈣是否具有骨誘導(dǎo)活性爭議最大。我們的研究表明，復(fù)合BMP后，硫酸鈣具有明確的骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)雙重活性。但是無論提純還是重組BMP都存在潛在的安全性問題，目前仍然價(jià)格昂貴，本實(shí)驗(yàn)旨在研究硫酸鈣對骨修復(fù)的影響，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研制具有骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)雙重活性的新型支架材料。 實(shí)驗(yàn)?zāi)?/p>

4、的： 研究硫酸鈣對骨修復(fù)的影響，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研制具有骨傳導(dǎo)、骨誘導(dǎo)雙重活性的新型支架材料。 材料與方法： 培養(yǎng)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞，用Transwell技術(shù)研究硫酸鈣對上述細(xì)胞的趨化作用；用第二代功能基因芯片技術(shù)研究硫酸鈣在骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程中對其基因表達(dá)的影響；研制硫酸鈣富血小板血漿復(fù)合支架材料，并對其理化性質(zhì)、生物相容性、骨誘導(dǎo)活性進(jìn)行初步研究，觀察其修復(fù)兔橈骨臨界性骨缺損的情況。 結(jié)果

5、： 硫酸鈣對人骨髓基質(zhì)干細(xì)胞具有趨化作用；在人骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化的過程中，硫酸鈣顯著改變了成骨基因的表達(dá)，定量功能基因芯片可以同時(shí)檢測目前已知的所有與成骨相關(guān)的基因，在本實(shí)驗(yàn)中共檢測到89種基因，其中有23種基因表達(dá)改變顯著(＞2倍)?；虮磉_(dá)上調(diào)超過2倍的基因包括：AMELY：2.11；BMP2：3.35；COL4A3：3.64；COMP：6.70；EGF：2.70；FLT1：3.10；IGF1：5.79；ITGA2

6、：2.18；MMP10：13.12；MMP2：2.11；TGFB2：2.52；TGFBR1：2.82：VDR：2.63；VEGFA：2.61。表達(dá)下調(diào)超過2倍的有：COL2A1：-2.23；COL15A1：-2.47；COL1A1：-8.37；COL1A2：-2.17；COL5A1：-2.09；CSF2：-3.6；FGF1：-2.86；ITGA3：-5.41；MMP8：-5.05。硫酸鈣/富血小板血漿支架材料晶形穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)致密，抗壓強(qiáng)度

7、較高，可達(dá)38.5MPa，同松質(zhì)骨相近；體外完全降解約需41天，硫酸鈣復(fù)合富血小板血漿后能夠誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化，在裸鼠體內(nèi)能夠誘導(dǎo)異位骨化。復(fù)合富血小板血漿后，硫酸鈣生物活性大大提高，能夠修復(fù)兔橈骨節(jié)段性骨缺損，是一種較理想的具有骨誘導(dǎo)、骨傳導(dǎo)雙重活性的支架材料。 結(jié)論： 硫酸鈣對骨髓基質(zhì)干細(xì)胞具有趨化作用；硫酸鈣能夠顯著影響骨髓基質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞轉(zhuǎn)化過程中成骨基因的表這，具有潛在的骨誘導(dǎo)活性；硫酸鈣富血