可負載并緩釋骨形態(tài)發(fā)生蛋白的高分子微球與復合三維支架的制備及成骨分化研究.pdf

1、研究背景：
　　目前，骨缺損是常見臨床病癥，其傳統(tǒng)的治療方法，如骨移植存在大量的問題，譬如供體來源有限、潛在的并發(fā)癥，尤其是對于大段骨缺損的修復。組織工程技術(shù)和材料科學的發(fā)展改變了骨缺損修復的傳統(tǒng)模式，改善了傳統(tǒng)療法的缺點，有望成為解決臨床上骨缺損修復的有效手段。
　　骨組織工程修復支架材料是目前骨缺損修復的研究熱點之一。理想的骨替代材料應具有三維多孔結(jié)構(gòu)、機械耐受性、生物降解性、生物相容性和骨誘導性等，但大部分用于組織工程

2、的高分子材料不具有骨誘導性。而骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)是一種骨誘導性的生長因子，可與高分子材料結(jié)合。因此，需要研制出可負載和緩慢釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白的復合高分子材料，用于骨組織工程的應用研究。
　　第一部分可負載并緩釋骨形態(tài)發(fā)生蛋白的高分子微球的制備
　　目的:研制出負載和緩慢釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7的乳酸-羥基乙酸-乙二醇共聚物微球(PGLA-PEG MS)，可用于骨組織工程的應用研究。
　　方法:采

3、用復乳溶劑揮發(fā)法(W1/O/W2)分別制備負載BMP-2和BMP-7的兩種PGLA-PEG微球，并檢測微球的粒徑大小、BMP包封率及BMP-2和BMP-7的緩釋效果。人來源的成骨細胞與所制備的微球共培養(yǎng)，研究微球的細胞增殖能力及其成骨分化能力。
　　結(jié)果:所制備的負載和緩慢釋放BMP-2和BMP-7的乳酸-羥基乙酸-乙二醇共聚物微球(PGLA-PEG MS)具有較高的BMP包封率，且能緩慢地釋放兩種BMP。在細胞培養(yǎng)的第10天，添

4、加微球的細胞活性與細胞培養(yǎng)板對照組接近。同時添加微球細胞的堿性磷酸酶和Ⅰ型膠原蛋白、骨鈣素和骨橋蛋白三種成骨基因表達都大于未負載BMP的微球?qū)φ战M。
　　結(jié)論:成功地研制出一種可負載并緩慢釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7的PGLA-PEG微球，本支架可用于骨組織工程的應用研究。
　　第二部分可同時負載并緩釋兩種骨形態(tài)發(fā)生蛋白的高分子復合支架的制備
　　目的:研制一種可同時釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2和骨形態(tài)發(fā)生蛋白

5、-7的三維的生物活性支架，用于骨組織工程的應用研究。
　　方法:首先，分別采用乳化法和相分離法，制備出負載BMP-2和BMP-7的PGLA-PEG微球和三維多孔的PCL支架。采用改良的二氯甲烷熏蒸法，將微球粘附在支架上，形成同時負載BMP-2和BMP-7的復合支架，并檢測兩種BMP的緩釋效果。將人來源的成骨細胞種植在復合支架中，研究支架上的細胞增殖能力，及其成骨分化能力。
　　結(jié)果:所制備的復合支架能同時緩慢的釋放兩種BMP

6、。在細胞培養(yǎng)的第10天，復合支架上的細胞活性明顯優(yōu)于傳統(tǒng)支架，細胞形態(tài)正常。同時復合支架上細胞堿性磷酸酶和Ⅰ型膠原蛋白、骨鈣素和骨橋蛋白三種成骨基因表達都高于傳統(tǒng)的PCL支架。
　　結(jié)論:成功的研制出一種可同時釋放骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2和骨形態(tài)發(fā)生蛋白-7的生物活性支架，本支架可用于骨組織工程的應用研究。
　　第三部分可大量負載并長期緩釋骨形態(tài)發(fā)生蛋白的磷脂/高分子復合支架的制備
　　目的:研制一種可大量負載且能長期緩釋骨

7、形態(tài)發(fā)生蛋白-2(BMP-2)的聚己內(nèi)酯復合支架，誘導人骨髓間充質(zhì)干細胞的成骨分化，用于骨組織工程的應用研究。
　　方法:首先，利用磷脂(PL)修飾BMP-2，形成BMP-2/PL混合物(BMP-2/PL)，使其能分散在二氯甲烷溶液中。再與PCL混合，采用相分離法制備出負載BMP-2的三維的PCL支架，并檢測BMP的緩釋效果。將人來源的骨髓間充質(zhì)干細胞種植在復合支架中，研究支架上的細胞增殖能力，及其成骨分化能力，并與傳統(tǒng)的支架進行