BMP2-7異二聚體在誘導(dǎo)種植體周骨缺損區(qū)成骨的研究.pdf

1、近幾年來隨著口腔科學(xué)的發(fā)展，口腔種植學(xué)得到了很大的發(fā)展，但是仍然面臨著許多挑戰(zhàn)，比如由外傷、老齡化、牙周病等造成的骨量不足情況下的種植。而種植體周圍骨的數(shù)量和質(zhì)量對種植體的長期存活起著非常重要的作用，故幾種局部的骨再生技術(shù)被用來解決種植體周圍骨缺損。應(yīng)用生長因子、多肽、小分子來引導(dǎo)骨組織的再生是其中的方法之一。骨形態(tài)發(fā)生蛋白(Bone Morphogenetic Protein，BMP)對骨和軟骨的生長有很強的作用，是骨組織工程中最有潛

2、力的一群因子。雖然很多動物實驗表明了BMP同源二聚體(如BMP2、BMP7)能有效引導(dǎo)骨的形成，但在臨床上的效果不佳，其有效劑量很大。過高的劑量不僅帶來昂貴的費用，也帶來一系列并發(fā)癥，如異位成骨，增加破骨細胞的活性，對神經(jīng)系統(tǒng)的影響等。最近一些研究表明不同的BMP之間存在協(xié)同作用，BMP異二聚體比BMP同源二聚體有更好的誘導(dǎo)成骨作用。本研究的目的旨在探討低濃度的rhBMP2/7異二聚體在種植體周圍骨缺損上的誘導(dǎo)成骨作用。
　　

3、第一部分，種植體周圍骨缺損動物模型的建立
　　 目的：
　　 在小型豬的顱骨上建立種植體周圍骨缺損的模型，來比較不同rhBMPs的誘導(dǎo)成骨作用。
　　 材料和方法：
　　 18只廣西巴馬小型豬，平均年齡9個月，體重16.50-19.80公斤，雌雄各半。用直徑8mm的空心鉆在每只豬的顱骨上制造4個深度為4mm的缺損，每個缺損間隔10mm，缺損中心植入直徑3.1mm種植體，植入深度為缺損底部下4mm，然后在種

4、植體周圍缺損內(nèi)分別隨機填入rhBMP2/7膠原海綿，rhBMP2膠原海綿，rhBMP7膠原海綿或者空白膠原海綿，表面覆蓋Bio-Gide膜(40×50mm)后，分層縫合。
　　 結(jié)果：
　　 小型豬顱骨面積和厚度足以支持缺損和種植體，所有種植體固位、生長良好，未見明顯松動。膠原海綿，Bio-Gide膜緩慢降解，炎癥反應(yīng)少，在各個觀察時間點，均能觀察到各組新骨形成的差異。在植入后6周，對照組、rhBMP2組及rhBMP7組

5、均未見到完全的骨愈合。
　　 結(jié)論：
　　 小型豬顱骨的種植體周圍骨缺損模型術(shù)野清楚，操作方便，各缺損的一致性強，受到干擾因素較少，能夠?qū)⒀芯恐攸c集中在比較不同rhBMP的性能上。
　　 第二部分，RhBMP2/7異二聚體誘導(dǎo)形成的新骨的微結(jié)構(gòu)分析
　　 目的：
　　 BMP同源二聚體(如BMP2、BMP7)由于其有效使用劑量過高，可能帶來較大的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)和造成潛在的副作用，而未能在臨床普遍應(yīng)用。近

6、年來有學(xué)者通過基因重組表達BMP異二聚體發(fā)現(xiàn)其比相應(yīng)同源二聚體具有更強的誘導(dǎo)成骨作用，但對純化的BMP異二聚體蛋白治療研究很少。本實驗旨在采用膠原海綿攜帶純化的rhBMP2/7異二聚體以及相應(yīng)的同源二聚體植入種植體周圍骨缺損中，并使用Micro-CT來比較rhBMP異二聚體和同源二聚體在體內(nèi)誘導(dǎo)成骨的質(zhì)量和數(shù)量。
　　 材料和方法：
　　 動物模型同第一部分，分為空白膠原海綿組、膠原海綿攜帶rhBMP2同源二聚體組、膠原

7、海綿攜帶rhBMP7同源二聚體組和膠原海綿攜帶rhBMP2/7異二聚體組。植入后2、3、6周分別處死6只小型豬(n=6/組/時間點)，標(biāo)本樹脂包埋后，用Micro-CT掃描觀察，在直接模式(directmodel)下分析了缺損區(qū)域的相對骨量(relativebonevolume(BV/TV：％))、骨小梁連接密度(connectivitydensity(Conn.D：1/mm3))，骨小梁數(shù)量(trabecularnumber(Tb.N

8、：1/mm3))、骨小梁厚度(trabecularthickness(Tb.Th：mm))、骨小梁之間距離(trabecularseparation(Tb.Sp：mm))和結(jié)構(gòu)模型指數(shù)(structuremodeindex(SMI))六個指標(biāo)。同時，我們掃描分析了豬顱骨未損傷的正常骨組織的上述6個指標(biāo)作為陽性對照。
　　 結(jié)果：
　　 植入后2、3、6周，在BV/TV、Tb.N和Tb.Th指標(biāo)上，rhBMP2/7組顯著高

9、于rhBMP2、7和對照組(p<0.05)，同樣rhBMP2、7組也顯著高于對照組(p<0.05)；在Tb.Sp和SMI指標(biāo)上，rhBMP2/7組在每個時間段均為最低，rhBMP2/7組同rhBMP2、7和對照組存在統(tǒng)計學(xué)上的差異(p<0.05)，rhBMP2、7組和對照組也存在統(tǒng)計學(xué)上的差異(p<0.05)；對照組Conn.D值隨著植入時間的增加而增加，其余三組的Conn.D值在植入后3周達到峰值，植入后6周明顯下降。植入后6周，rh

10、BMP2/7組的Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp和Conn.D跟未損傷正常骨組織不存在統(tǒng)計學(xué)上的差別。
　　 結(jié)論：
　　 在30ng/mm3的濃度下，rhBMP2、7同源二聚體和rhBMP2/7異二聚體同對照組相比均能促進種植體周圍骨缺損的新骨形成，但rhBMY2/7異二聚體同rhBMY2、7同源二聚體相比具有更高的誘導(dǎo)成骨作用，其形成的骨的質(zhì)量和數(shù)量均高于rhBMP2、rhBMP7。
　　 第三部分：RhBM

11、P2/7異二聚體誘導(dǎo)的新骨形成率、骨種植體結(jié)合率的研究
　　 目的：
　　 由于Micro-CT為無損傷的檢查方法，我們對Micro-CT檢查后的標(biāo)本行進一步硬組織切片檢查，以觀察缺損區(qū)域的組織學(xué)行為、新骨形成率(boneareapercentage，BAP)和骨種植體結(jié)合率(boneimplantcontact，BIC)。
　　 材料和方法：
　　 動物模型同第一部分。將樹脂包埋的標(biāo)本，行硬組織切片后，

12、再磨至30μm厚度，亞甲基藍-堿性品紅法染色后，于光鏡下觀察組織學(xué)行為、用Image-ProPlusR軟件測量BAP和BIC。
　　 結(jié)果：
　　 植入后6周，rhBMP2/7組達到了完全的骨愈合。組織學(xué)觀察可以發(fā)現(xiàn)rhBMP2/7能早期促進成骨細胞的分化聚集，在植入后2、3周即能觀察到成骨細胞規(guī)則排列在新骨周圍。在BAP值上，在每個觀察時間點，rhBMP2/7組均為最高，對照組均為最低，rhBMP2/7組顯著高于rhB

13、MP2，7和對照組(p<0.05)，同樣rhBMP2、7組也高于對照組(p<0.05)。植入后2周，rhBMP2/7組的BIC增加明顯，高于rhBMP2、7組(p<0.05)，rhBMP2、7組也高于對照組(p<0.05)。植入后3周，各rhBMP組高于對照組(p<0.05)，但各rhBMP組之間無統(tǒng)計學(xué)上的差別。植入后6周，各組的BIC值無統(tǒng)計學(xué)上的差別。
　　 結(jié)論：
　　 硬組織切片的結(jié)果進一步證實了Micro-C