【摘要】：【背景】據(jù)估計(jì),全世界每年有2.2萬的骨科、神經(jīng)外科及口腔科患者因骨缺損行骨移植手術(shù)。目前常見的骨移植材料有自體骨、同種異體骨、脫礦化骨基質(zhì)、異種骨、合成材料、組織工程產(chǎn)品等。自體骨移植存在自體骨來源有限、術(shù)后供區(qū)疼痛、供區(qū)骨并發(fā)癥及潛在的手術(shù)失敗的可能等缺點(diǎn)；同種異體骨移植術(shù)存在異體骨的抗原性、術(shù)區(qū)愈合時(shí)間延長以及潛在的疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn)等問題。自從滅活骨、脫鈣骨能夠誘導(dǎo)異位骨再生的現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)以來,科學(xué)家們認(rèn)識到蛋白在誘導(dǎo)骨再生中起到關(guān)鍵作用,基于生物活性分子的骨組織工程成為研究的熱點(diǎn)。骨是高度血管化的組織,血管生成對骨再生至關(guān)重要。缺乏血管生成會導(dǎo)致骨再生中骨形成和骨總量減少。新生的血管對于營養(yǎng)供應(yīng)、分子信號的傳輸和干細(xì)胞的運(yùn)輸十分重要。血管生成對骨再生的意義重大,眾多學(xué)者嘗試?yán)么龠M(jìn)血管生成的因子與骨再生的因子結(jié)合共同促進(jìn)骨愈合。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)被認(rèn)為是骨形成過程中的血管生成的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子。它對膜內(nèi)成骨、軟骨化骨至關(guān)重要。骨形成蛋白(BMP-2)誘導(dǎo)的前成骨樣細(xì)胞分化能增強(qiáng)內(nèi)源性VEGF的表達(dá)。VEGF與BMP-2在骨再生中的緊密聯(lián)系提示可利用外源性的VEGF和BMPs促進(jìn)骨缺損的愈合。 [目的](1)制備整合VEGF和/或BMP基因的殼聚糖/膠原支架(2)觀察該組織工程支架的生物相容性、對人骨髓間充質(zhì)細(xì)胞增殖、成骨向分化的影響及生長因子蛋白的表達(dá)與釋放(3)比較整合不同生長因子的組織工程支架在種植體周圍骨缺損模型中成骨的差異。 [材料與方法](1)分別構(gòu)建攜帶BMP-2、VEGF基因的重組腺病毒表達(dá)載體,制備攜帶BMP-2、VEGF基因的腺病毒。(2)分離培養(yǎng)人骨髓間充質(zhì)細(xì)胞及體外擴(kuò)增。(3)利用冷凍干燥法制備了五組支架,包括純殼聚糖/膠原支架,整合BMP-2腺病毒的殼聚糖/膠原支架,整合VEGF腺病毒的殼聚糖/膠原支架,整合BMP-2腺病毒和VEGF腺病毒的殼聚糖/膠原支架以及整合BMP-2腺病毒和VEGF蛋白的殼聚糖/膠原支架。(4)人骨髓間充質(zhì)細(xì)胞接種于組織工程支架,電鏡觀察接種后21天細(xì)胞貼附于支架的情況；檢測1、3、7天支架對細(xì)胞增殖的影響以及7、14天細(xì)胞堿性磷酸酶的表達(dá)(5)人骨髓間充質(zhì)細(xì)胞接種于支架3、7、14后,酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)檢測VEGF和BMP-2蛋白的釋放和表達(dá)水平(5)將五組支架植入種植體周圍骨缺損處,觀察4、8周成骨的情況及12周骨種植體接觸、骨缺損修復(fù)的情況,以及種植體旋出扭矩值等,比較各組支架體內(nèi)成骨能力的差異。 [結(jié)果](1)成功構(gòu)建攜帶BMP-2、VEGF基因的重組腺病毒。(2)制備了整合VEGF和/或BMP基因的殼聚糖/膠原支架,支架具有良好的生物相容性。(3)培養(yǎng)于整合有BMP腺病毒的支架上的骨髓間充質(zhì)細(xì)胞細(xì)胞ALP活性明顯高于其他組,MTT檢測支架對細(xì)胞增殖無影響。(4)ELISA結(jié)果顯示,在整合VEGF蛋白的支架上,VEGF蛋白呈短暫的爆發(fā)性的的高表達(dá)；BMP-2蛋白在整合BMP-2腺病毒的支架中持續(xù)表達(dá)(5)植入體內(nèi)種植體周圍缺損實(shí)驗(yàn)中,組織形態(tài)學(xué)結(jié)果顯示,整合了BMP-2腺病毒的支架的骨形成量均多于未整合BMP-2腺病毒的支架,并且同時(shí)整合VEGF蛋白和BMP-2腺病毒的支架相結(jié)合的骨生成量最高；牙種植體周圍新骨形成,骨種植體接觸以及平均峰值扭矩與其他組均有顯著性差異。單獨(dú)的VEGF不足以促進(jìn)成骨。 [結(jié)論](1)整合病毒以及生長因子蛋白的支架生物相容性好,不影響細(xì)胞在支架上的增殖。(2)細(xì)胞接種于支架后,整合腺病毒的支架可持續(xù)穩(wěn)定表達(dá)相應(yīng)基因；整合生長因子蛋白的支架蛋白呈短暫爆發(fā)的釋放。(3)整合VEGF蛋白和BMP-2基因的支架在促進(jìn)骨愈合中具有有協(xié)同效應(yīng)。(4)單獨(dú)整合VEGF腺病毒的支架不足以促進(jìn)成骨。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：R783

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2609218