生長(zhǎng)因子生物控釋促進(jìn)牙周組織再生的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、引導(dǎo)組織再生(GTR)和牙周骨移植術(shù)的廣泛開展與應(yīng)用大大提高了牙周病的臨床療效，但傳統(tǒng)GTR生物膜和牙周植入材料由于缺乏主動(dòng)誘導(dǎo)組織再生修復(fù)的能力，因此在恢復(fù)牙周組織的生理結(jié)構(gòu)和功能上尚不能達(dá)到所期望的目標(biāo)。牙周組織工程研究為牙周病治療和牙周缺損修復(fù)帶來(lái)新的希望，由于涉及到種子細(xì)胞、支架材料等很多問(wèn)題至今尚未得到真正解決，因此離臨床應(yīng)用還十分遙遠(yuǎn)。外源性生長(zhǎng)因子的開發(fā)與應(yīng)用一直是組織工程和再生醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)課題，是目前最接近臨床的研

2、究方向。在促進(jìn)牙周組織再生方面，多種生長(zhǎng)因子可以調(diào)節(jié)牙周相關(guān)細(xì)胞的增殖、分化和成骨效應(yīng)，顯示了巨大的臨床應(yīng)用潛能。 只有借助合適的載體才能發(fā)揮生長(zhǎng)因子的最佳效能，而目前生長(zhǎng)因子緩/控釋系統(tǒng)的研制還處在初級(jí)階段。天然生物材料生物相容性好、無(wú)毒副作用；微載體使用方便、性能穩(wěn)定、易吸收；凝膠具有保護(hù)藥物生物活性、調(diào)節(jié)藥物釋放的能力。因此，利用天然生物材料合成微凝膠(凝膠微球、微囊)載體，將會(huì)顯示出傳統(tǒng)載體無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì)，從而為生長(zhǎng)因子

3、的生物利用提供新的契機(jī)，具有廣闊的研究空間和開發(fā)前景。 生長(zhǎng)因子凝膠微載體研究雖然是一個(gè)全新的研究領(lǐng)域，但借助傳統(tǒng)藥物控釋的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，生長(zhǎng)因子的生物控釋的實(shí)現(xiàn)似乎并不遙遠(yuǎn)。盡管如此，涉及到生長(zhǎng)因子緩釋系統(tǒng)的根本問(wèn)題(載體材料篩選與組合、制備工藝的改良與優(yōu)化、藥物釋放的監(jiān)控與調(diào)節(jié)等等)卻面臨著從所未有的困難與挑戰(zhàn)。越來(lái)越多的研究表明，生長(zhǎng)因子的控制釋放僅靠傳統(tǒng)藥物控釋的方法和手段是難以實(shí)現(xiàn)的。 生長(zhǎng)因子在緩釋系統(tǒng)制備、儲(chǔ)

4、藏和釋放過(guò)程中活性保存問(wèn)題至今還沒(méi)有得到根本解決。例如，近年來(lái)有研究利用PLA、PGA以及它們的共聚體PLGA制備蛋白類藥物載體，結(jié)果發(fā)現(xiàn)釋放出來(lái)的藥物活性幾乎完全喪失；同時(shí)很多其它材料微載體的制備工藝過(guò)程中，有機(jī)溶劑的使用仍然不可避免。利用多數(shù)天然材料制備的水凝膠生長(zhǎng)因子載體雖然可以較好保存生長(zhǎng)因子生物活性，但其初期藥物的“突釋”效應(yīng)導(dǎo)致緩釋效果難以肯定，從而嚴(yán)重限制了研究的進(jìn)一步深入。結(jié)合不同材料的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)選與組合，相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，

5、制備性能優(yōu)良的復(fù)合型生物載體，有望最終實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)因子的生物學(xué)控制釋放，將為組織工程和再生醫(yī)學(xué)研究開辟更為廣闊的研究空間。 目的:研制具有良好理化與生物學(xué)性能的生長(zhǎng)因子微凝膠控釋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生長(zhǎng)因子的生物控釋；制備復(fù)合此控釋系統(tǒng)的功能性GTR生物膜和牙周可植入材料，完善和發(fā)展GTR與牙周骨移植技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究；深入探討右旋糖酐與明膠微凝膠作為活性蛋白類藥物載體實(shí)現(xiàn)藥物生物控釋的技術(shù)與方法，為組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域外源性生長(zhǎng)因子的開發(fā)

6、和應(yīng)用提供經(jīng)驗(yàn)。 方法與結(jié)果: 1.右旋糖酐基凝膠微載體(Dex-MPs)的研制制備具有不同交聯(lián)度(DS，相當(dāng)于100個(gè)葡萄糖殘基中GMA的分子數(shù))的甲基丙烯酸縮水甘油酯—右旋糖酐(Dex-GMA)；建立在完全水性環(huán)境中(PEG溶液)制備生長(zhǎng)因子Dex-GMA微球載體(Dex-MPs)的方法；單因素初選、正交設(shè)計(jì)和均勻設(shè)計(jì)優(yōu)化制備工藝；全面評(píng)價(jià)Dex-MPs的理化與生物學(xué)性能和體外釋藥特征。 結(jié)果表明Dex-GM

7、A的交聯(lián)度DS可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；在PEG溶液中通過(guò)激進(jìn)分子的聚合作用，Dex-GMA可以發(fā)生成膠、成球反應(yīng)；正交結(jié)果表明乳化劑(Span-80)用量0.05％、反應(yīng)促進(jìn)劑(TEMED)用量0.3％、Dex-GMA和PEG用量比1∶27、攪拌速率300r/min是Dex-MPs制備的最佳工藝條件；所制備的Dex-MPs形態(tài)良好，80％粒徑在20～40μm之間，溶脹率RS為7.5±4.2，制備工藝改變可以影響微球溶脹、降解與釋藥性能，其

8、載藥形式是內(nèi)部包埋與表面吸附并存，80％藥物在前12d內(nèi)釋放，其中60％以上的藥物在前3d釋放，顯示了較為明顯的“突釋”效應(yīng)。 2.Dex-GMA-共-明膠凝膠微載體(DG-MPs)的研制參照Dex-MPs的制備工藝，利用Dex-GMA和明膠在PEG溶液中的不混溶性和激進(jìn)分子聚合作用，制備Dex-GMA-共-明膠凝膠微載體(DG-MPs)，系統(tǒng)對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；總結(jié)Dex-GMA的DS、Dex-GMA與Gtn的比例對(duì)微球性能

9、的影響規(guī)律，檢測(cè)載BMP的微球(BMP-DG-MPs)的生物學(xué)活性。 結(jié)果表明微球粒徑在5μm到50μm之間，Dex-GMA的DS對(duì)粒徑影響不大；掃描電鏡下見微球形態(tài)良好；不同DS的Dex-GMA制備的微球在PBS中的溶漲、降解與釋藥沒(méi)有顯著性差異(P＞0.05)；但在PBS+葡聚糖酶中，DS對(duì)微球的相關(guān)性能卻有明顯的影響：DS越大，微球溶脹率越小、降解越慢，Dex-GMA的DS為4.7、6.3和7.8制備的微球降解時(shí)間分別為1

10、8、21和28d；三種微球在PBS中的初期快速釋藥(24h內(nèi))分別為(20.4±1.1)％、(18.9±1.8)％、(17.3±2.3)％，無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，最后累積釋藥均不超過(guò)70％；但在PBS+葡聚糖酶中，DS越大，初期釋藥越少，三種微球體外釋藥分別可以維持18、21、28d，最后的累積釋藥均接近100％；DS為7.8的Dex-GMA制備的微球的釋藥曲線沒(méi)有明顯的“突釋”相，釋藥速率相對(duì)恒定，比較接近理想的釋藥動(dòng)力學(xué)特征

11、(零相釋藥動(dòng)力學(xué)，zero-orderkinetics)。 3.復(fù)合BMP-DG-MPs的牙周生物材料的研制與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：制備復(fù)合BMP-DG-MPs功能性GTR生物膜和牙周可植入多孔網(wǎng)狀水凝膠支架材料，并對(duì)其進(jìn)行生物學(xué)評(píng)價(jià)；構(gòu)建BMP-DG-MPs與CPC復(fù)合物，利用此復(fù)合物修復(fù)犬Ⅲ度根分叉人工缺損，對(duì)比評(píng)價(jià)牙周組織再生情況。 結(jié)果表明所制備功能性GTR生物膜和牙周可植入支架材料理化與生物學(xué)性能良好；BMP-DG-MPs

12、/CPC比rhBMP-2直接復(fù)合CPC有更為明顯的促進(jìn)牙周組織再生的能力。 結(jié)論:利用Dex-GMA和明膠可以在避免有機(jī)溶劑使用的條件下，制備具有良好理化與生物學(xué)性能的生長(zhǎng)因子控釋系統(tǒng)，其釋藥主要由材料的降解(葡聚糖酶降解)進(jìn)行控制，系統(tǒng)調(diào)節(jié)影響其釋藥的主要參數(shù)指標(biāo)，體外釋藥曲線(在葡聚糖酶存在的條件下)可以接近零相動(dòng)力學(xué)特征(zero-orderkinetics)。復(fù)合此生長(zhǎng)因子微緩釋系統(tǒng)的牙周植入材料可以較好的促進(jìn)牙周組織再