具成骨活性自固化CPC-GM復合材料的制備及在骨再生中的應用研究.pdf

1、顱頜面部骨缺損的修復和重建是口腔頜面外科領域的重大挑戰(zhàn)之一。傳統(tǒng)自體骨和異體骨移植都存在難以克服的問題。自固化磷酸鈣骨水泥(CPC)是常見的人工骨缺損修復材料之一。CPC是由兩種或多種不同磷酸鹽組成的粉末和固化液混合后常溫下固化形成的磷酸鹽復合物，具有良好的骨傳導性、生物相容性、可塑性，且可負載藥物和生物活性因子。但是，CPC降解緩慢、孔徑過小、孔隙率低的缺點不利于新骨長入。此外，CPC負載的BMP因釋放緩慢而生物效應度低。本文通過系列

2、研究，旨在:(1)探索通過將負載rhBMP-2（和rhVEGF165）的明膠微粒(GM)摻入CPC，以優(yōu)化材料理化性能并改善生物活性因子控釋的可行性;(2)評價負載了rhBMP-2（和rhVEGF165）的CPC/GM復合材料對修復顱骨缺損和組織工程異位成骨的作用。
　　1.制備負載rhBMP-2的CPC/GM復合材料及其理化特性研究
　　將rhBMP-2/GM復合CPC制備圓柱狀rhBMP-2/CPC/GM人工骨塊。以rh

3、BMP-2/CPC人工骨塊為對照，通過掃描電鏡(SEM)、抗壓試驗、孔隙率測定等手段比較其固化時間、材料形貌、抗壓強度、孔隙率等。結(jié)果顯示，與對照組相比，實驗組材料的固化時間延長（30.3±1.7min vs.37.8±2.1min）、而抗壓強度降低（13.18±2.60MPa vs.30.05±5.84MPa）。體外浸泡二周后，實驗組的有效孔隙率顯著提高（44.83％±7.99％ vs.18.63％±4.26％）。SEM下可見實驗組G

4、M降解后形成了孔徑為100-350μm的大孔。
　　2.CPC/GM復合材料的生物相容性及負載因子的釋藥動力學和生物活性研究
　　ELISA法檢測不同時間段的不同人工骨塊浸泡液中生物活性因子含量并比較累積釋藥量。比較rhBMP-2/CPC、rhBMP-2/CPC/GM和CPC/GM人工骨塊的浸泡細胞培養(yǎng)液對兔BMSCs細胞增殖和成骨分化的作用。結(jié)果顯示:自第3天起，rhBMP-2/CPC/GM人工骨rhBMP-2的釋放明顯高

5、于rhBMP-2/CPC;第7-28天間CPC/GM負載的生物活性因子（rhBMP-2和rhVEGF165）釋放量-時間關系均為近似線性關系。各組材料浸泡液對細胞增殖活性無影響。rhBMP-2/CPC和rhBMP-2/CPC/GM浸泡液誘導了細胞成骨分化（細胞ALP活性高），且與釋放劑量有依存關系。
　　3.負載活性因子的CPC/GM自固化復合材料修復兔顱骨缺損的研究
　　分別以四種復合材料（GM/CPC、rhBMP-2/G

6、M/CPC、rhVEGF165/GM/CPC和rhBMP-2/rhVEGF165/GM/CPC）修補新西蘭大白兔的臨界顱骨缺損（Φ8mm）。通過對12周后的組織標本進行組織學觀察和組織形態(tài)測量，比較不同復合材料間的效果。結(jié)果顯示，負載生物活性因子可提高骨缺損區(qū)的新骨形成和材料降解，而復合應用rhBMP-2/rhVEGF165有協(xié)同效應。
　　4.負載生物活性因子的CPC/GM自固化復合材料在組織工程異位成骨中的作用
　　將四

7、組具人下頜髁突外形的復合支架（GM/CPC、rhBMP-2/GM/CPC、rhVEGF165/GM/CPC和rhBMP-2/rhVEGF165/GM/CPC）植入新西蘭兔的雙側(cè)背闊肌內(nèi)。對12周后回收植入標本進行組織學觀察，以綜合評價各組復合支架在的異位組織工程化骨效果。結(jié)果顯示，負載了rhBMP-2的兩組復合支架中有新骨形成但成骨量有限。
　　綜上結(jié)果，本研究顯示，通過負載生物活性因子的GM摻入CPC，可以在材料內(nèi)部形成尺寸適合