本文選題：納米纖維微球　切入點：人牙乳頭干細(xì)胞　出處：《第四軍醫(yī)大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：由齲病，牙周病和創(chuàng)傷所引起的牙齒缺損和缺失是目前人類較常見且經(jīng)常發(fā)生的疾病。這些牙齒缺損和缺失往往會影響咀嚼效率，語言功能，面部美觀甚至身心健康�，F(xiàn)在的修復(fù)方法主要是依賴于銀汞、樹脂、玻璃離子以及牙膠等材料，這些材料往往都難以達(dá)到與天然牙齒相似的物理和化學(xué)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致有缺陷的臨床修復(fù)效果。組織工程技術(shù)的出現(xiàn)為發(fā)展天然牙齒替代物提供了契機。牙齒組織工程技術(shù)發(fā)展需要三大要素：合適的細(xì)胞，生物可降解支架以及優(yōu)勢的生長因子。 支架在組織工程再生中有不可或缺的作用。近年來，各種三維多孔支架被用來提供給細(xì)胞粘附，增殖，分化以及新組織形成所需的物理化學(xué)和生物三維微環(huán)境。然而，對于不規(guī)則形狀的組織或缺損往往需要復(fù)雜的設(shè)計或合成單層支架來滿足形狀需求。可注射的細(xì)胞載體能通過簡單的注射來填充整個缺損位點，使得整個手術(shù)過程簡單化。近期，我們實驗小組成功合成了新型的可注射納米纖維微球（nanofibrousmicrospheres,NF-MS），期待將其應(yīng)用于不規(guī)則缺損的齲壞而新生牙本質(zhì)樣結(jié)構(gòu)。同時建立乳酸-羥基乙酸（lactic-co-glycolicacid，PLGA）微球包裹的骨形態(tài)蛋白2(bonemorphogeneticprotein2，BMP-2)緩釋系統(tǒng)，聯(lián)合可注射NF-MS，驗證此體系是否能更好的促進(jìn)根尖牙乳頭干細(xì)胞（stemcellfromapicalpapillar，SCAP）向成牙本質(zhì)樣細(xì)胞分化，產(chǎn)生類牙本質(zhì)樣結(jié)構(gòu)。目前，NF-MS在牙組織工程領(lǐng)域的應(yīng)用仍為空白。BMP-2作為生長和分化因子誘導(dǎo)骨組織再生已有大量報道，但其對人SCAP的影響卻知之甚少。建立一個有效的BMP-2緩釋系統(tǒng)，對于維持BMP-2在體內(nèi)的活性，防止其降解，維持其有效的生物學(xué)濃度十分關(guān)鍵，并具有重要的臨床意義。 本研究首先通過掃描電鏡(scanningelectronmicroscope,SEM)觀察，DNA含量測定，實時定量PCR，免疫熒光染色，免疫組化染色以及鈣含量測定等方法比較新型的可注射NF-MS與傳統(tǒng)的實心微球(solid-interiormicrospheres,SI-MS)在體內(nèi)體外促進(jìn)SCAP成牙分化的能力；其次，通過ALP活力測定，鈣含量測定，實時定量PCR及免疫組化染色等方法，評估在BMP-2作用下，SCAP在體外單層細(xì)胞培養(yǎng)和體外體內(nèi)NF-MS上的3D培養(yǎng)體系中向成牙本質(zhì)樣細(xì)胞分化以及形成牙本質(zhì)樣結(jié)構(gòu)的能力；最后采用SEM,Elisa,VonKossa及免疫組化染色等技術(shù)評估BMP-2緩釋系統(tǒng)聯(lián)合NF-MS對SCAP在體內(nèi)向成牙本質(zhì)樣細(xì)胞分化并形成牙本質(zhì)樣結(jié)構(gòu)的影響。我們得出主要結(jié)果與結(jié)論如下： 1.與SI-MS相比較，SCAP在NF-MS上的形態(tài)大多更圓更立體，有更多的基質(zhì)沉積，增殖速度更快；在成牙誘導(dǎo)3天和7天時，SCAP在NF-MS上的ALP活性顯著高于SI-MS；在成牙誘導(dǎo)2周和4周時，ColI、BSP、OCN和DSPP與成牙分化相關(guān)的基因表達(dá)水平在兩種微球上均被上調(diào)。在NF-MS上，DSPP和BSP基因在2周和4周時上調(diào)水平明顯高于SI-MS,而ColI和OCN的表達(dá)水平只有在4周時明顯高于SI-MS。在4周時DSPP蛋白在NF-MS上的表達(dá)最明顯，，而2周時DSPP蛋白在SI-MS上幾乎無表達(dá)。體內(nèi)標(biāo)本可見NF-MS組所形成的組織更致密，微球可均勻分布在新生組織中，并被大量的細(xì)胞和新生膠原所包裹,部分微球發(fā)生退化。而在SI-MS組微球大多聚集在一起，僅有少量的細(xì)胞和新生膠原包裹，形成了較少組織。同時NF-MS組顯示了更多的鈣沉積和DSPP蛋白的陽性表達(dá)。由此表明與普通的SI-MS相比，NF-MS在體內(nèi)和體外更有利于SCAP向成牙方向分化和礦化。 2.與對照組相比，100ng/ml的BMP-2對單層培養(yǎng)的SCAP增殖有一定的影響，卻顯著促進(jìn)了SCAP的ALP的活力和礦化能力；在體外SCAP與NF-MS的3D培養(yǎng)體系中，BMP-2在7天和14天時明顯提高了SCAP的ALP活性并在4周時顯著提高了鈣含量。而ColI在2周、OCN在4周和BSP和DSPP在2周和4周時基因的表達(dá)水平與對照組相比有顯著提高；相應(yīng)的DSPP蛋白的表達(dá)水平在2周和4周時也隨之升高；皮下注射結(jié)果顯示：與對照組相比，BMP-2組所含膠原較多，且有類牙本質(zhì)樣結(jié)構(gòu)產(chǎn)生，礦化結(jié)節(jié)更明顯，DSPP蛋白免疫組化染色顯示陽性。由此我們得出結(jié)論BMP-2無論在單層培養(yǎng)或3D培養(yǎng)中，均能促進(jìn)SCAP向成牙方向的分化。 3.盡管可溶性的BMP-2有效促進(jìn)了SCAP的在體內(nèi)體外的成牙分化，但由于其易在注射位點流失并在體內(nèi)快速失活，其潛在的臨床應(yīng)用受到限制，因此我們采用雙乳化法成功制成了BMP-2PLGA緩釋微球來解決體內(nèi)重復(fù)給藥的問題。BMP-2在PLGA微球上的體外緩釋方式為多相釋藥模式，第一天和第二天均爆釋16%后，10天到35天期間由快速釋放變成緩慢釋放模式，平均每天約0.81%，從42天到49天又出現(xiàn)一個快速釋放期，總釋放率約為22%；皮下注射4周后BMP-2組礦化效果不明顯，8周后BMP-2組出現(xiàn)了明顯的礦化，且25μgBMP-2組的礦化效果明顯高于5μgBMP-2組。組織切片可見大量的骨樣牙本質(zhì)出現(xiàn)在25μgBMP-2組，而5μgBMP-2組骨樣牙本質(zhì)的含量較少；25μg和5μg的BMP-2組均可見DSPP免疫組化染色陽性；體內(nèi)基因表達(dá)分析可見，所有BMP-2組的ColI,BSP,OCN和DSPP基因均被上調(diào)，與相應(yīng)的BSA組有顯著的統(tǒng)計學(xué)差異。體內(nèi)鈣含量測試結(jié)果表明所有BMP-2組的鈣含量均高于相應(yīng)的BSA組，且25μgBMP-2組的鈣含量顯著高于5μgBMP-2組。由此得出結(jié)論，BMP-2在PLGA微球上的緩釋具有時間依賴性和濃度依賴性，且我們所建立的緩釋體系在體內(nèi)能有效的促進(jìn)SCAP向成牙方向分化。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R783.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 何綺芬;鄧飛龍;;骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2釋放系統(tǒng)的研究進(jìn)展[J];國際口腔醫(yī)學(xué)雜志;2009年06期

本文編號：1630776