【摘要】：炎癥、先天畸形和手術(shù)治療等原因引起的口腔頜面部骨缺損是口腔醫(yī)學科學領(lǐng)域常見的臨床表現(xiàn)，這就使骨缺損修復成為該領(lǐng)域面臨的重要問題。目前采用自體骨移植、異體骨移植、生物材料以及牽張成骨技術(shù)治療骨缺損取得了一定的進步，，但由于存在繼發(fā)損傷、塑形性差、免疫排斥反應、技術(shù)要求高、價格昂貴以及成骨能力有限等問題而限制了其應用。隨著細胞生物學和生物材料學的發(fā)展，應用組織工程學技術(shù)構(gòu)建的人工骨治療骨缺損成為目前研究的熱點。骨生物化學微環(huán)境是骨組織工程的生物學基礎(chǔ)，也是骨組織工程支架材料的設計及生物活性因子的選擇的依據(jù)。對骨生物化學微環(huán)境的認識和理解將極大促進骨組織工程的發(fā)展。理想的骨組織工程支架材料應具備良好的骨傳導性和骨誘導活性。骨組織工程設計目標是實現(xiàn)骨細胞外基質(zhì)微環(huán)境體系和骨生物化學信號分子體系重建與再生，以快速實現(xiàn)骨組織再生。骨細胞外基質(zhì)中兩大主要成分是膠原和羥基磷灰石，因此骨組織工程支架材料理論上應包含這兩種成分；而通過選擇合適的生物活性因子重建骨生物化學信號分子可顯著提高骨修復效率。 基于上述理論，我們采用靜電紡絲方法制備了明膠和羥基磷灰石改性的聚乳酸-羥基乙酸共聚物纖維，通過SEM和AFM對支架材料的表面形貌進行表征；將MC3T3-E1細胞和骨髓基質(zhì)細胞接種于支架表面，通過過激光共聚焦顯微鏡、MTT和實時定量PCR等實驗方法檢測改性后纖維支架對成骨細胞粘附、增殖、分化的影響。通過體內(nèi)模型檢測納米纖維的體內(nèi)宿主反應。通過上述實驗我們證實了改性后的納米纖維具有很好的成骨誘導活性和生物安全性，因此明膠/納米羥基磷灰石改性PLGA納米支架可作為骨組織支架材料用于骨再生領(lǐng)域；明膠/納米羥基磷灰石可提高骨組織工程支架材料骨誘導和骨引導活性。 我們還制備了仿生Gelatin/HA靜電紡絲纖維支架材料，并將成骨誘導條件培養(yǎng)基中的常用成分β甘油磷酸鈉（beta-glycerol phosphate disodium salt，β-GP）和抗壞血酸（Ascorbic acid，AA）直接紡入Gelatin/HA纖維中。通過掃描電子纖維鏡觀察制備的交聯(lián)前后的纖維支架材料；通過建立大鼠顱骨極量骨缺損模型檢測載藥納米纖維體內(nèi)促骨再生能力。通過MICRO CT和組織學評價其修復效果。結(jié)果顯示載藥納米纖維能夠快速修復骨缺損，能夠作為模板引導骨組織再生并快速誘導礦化。因此載β-GP和AA的仿生Gelatin/HA纖維支架是優(yōu)良的自體骨替代材料，可用于臨床用于骨缺損治療。 另外，通過凍干的方法，我們還將骨生化微環(huán)境中的激素類信號分子EPO蛋白直接與Gelatin/HA纖維支架復合，利用靜電紡絲支架很高的比表面積和孔隙率負載EPO蛋白用于修復大鼠顱骨缺損。通過體內(nèi)建立5mm的大鼠顱骨極量骨缺損模型并植入載EPO蛋白纖維支架材料。通過MICRO CT和組織學評價其修復效果。結(jié)果顯示載EPO纖維支架材料能夠顯著促進骨修復，EPO能夠刺激成骨細胞增殖并大量分泌骨基質(zhì)。因此載EPO的Gelatin/HA的纖維支架材料是優(yōu)秀的骨組織工程替代骨。
[Abstract]:Oral and maxillofacial bone defect caused by inflammation, congenital malformation and surgical treatment is a common clinical manifestation in the field of stomatology and science, which makes the repair of bone defect an important problem in the field. The present invention has made some progress in the treatment of bone defects by using autologous bone graft, allogenic bone grafting, biological material and distraction osteogenesis technology, but because of secondary injury, poor shaping property, immune rejection reaction and high technical requirement, And the application thereof is limited by the problems of high price and limited osteogenic capacity. With the development of cell biology and biological materials, the artificial bone-treated bone defect constructed by the tissue engineering technology has become the hot spot of the present research. The micro-environment of bone biochemistry is the biological basis of bone tissue engineering, and is the basis for the design of bone tissue engineering scaffold material and the selection of biological activity factors. The understanding and understanding of the micro-environment of bone biochemistry will greatly promote the development of bone tissue engineering. The ideal bone tissue engineering scaffold material should have good bone conductivity and bone-induced activity. The aim of the bone tissue engineering is to realize the reconstruction and regeneration of the micro-environment system of the extracellular matrix and the molecular system of the bone biochemical signal, so as to rapidly realize the regeneration of the bone tissue. The two main components of the extracellular matrix are the collagen and the hydroxyapatite, so the material of the bone tissue engineering scaffold material should contain the two components; and the bone biochemical signal molecules can be reconstructed by selecting the appropriate biological active factor to significantly improve the bone repair efficiency. Based on the above theory, we used the electrostatic spinning method to prepare the polylactic acid-glycolic acid copolymer fiber modified by gelatin and hydroxyapatite. The surface morphology of the stent material was characterized by SEM and AFM. The MC3T3-E1 cells and the bone marrow stromal cells were inoculated into the scaffold table. The adhesion, proliferation and differentiation of osteoblasts were detected by laser confocal microscope, MTT and real-time quantitative PCR. in response to that in-vivo host inversion of the nanofiber by in vivo model It is proved that the modified nano-fiber has good osteoinductive activity and biological safety through the above experiment, so the gelatin/ nano-hydroxyapatite-modified PLGA nano-scaffold can be used as a bone tissue scaffold material for the bone regeneration collar. Domain; Gelatin/ nano-hydroxyapatite can improve bone induction and bone-guided activity of bone tissue engineering scaffold Sex. We also prepared the bionic Gelatin/ HA electrostatic spinning fiber support material, and spun the common components of the osteogenic induction condition culture medium into the Gelatin/ HA by directly spinning the sodium glycerophosphate (beta-glycinol phosphate salt, HCO3-GP) and ascorbic acid (AA) into the Gelatin/ HA. The fiber support material before and after the cross-linking preparation is observed by scanning an electron-fiber mirror; and the bone growth-promoting effect of the drug-loaded nano-fiber body is detected through the establishment of a rat skull polar-volume bone defect model, Students' ability to be tested by MICCRO CT and Histology. The result shows that the drug-loaded nano-fiber can be used as a template to guide the regeneration of bone tissue and induce the rapid induction of bone defect. The biomimetic Gelatin/ HA fiber scaffold of the carrier-GP and AA is an excellent substitute for autogenous bone, which can be used in the clinical application of bone defect. In addition, through the freeze-drying method, the EPO protein in the bone biochemical micro-environment is directly compounded with the Gelatin/ HA fiber support, and the high specific surface area and the porosity of the electrostatic spinning support are used for repairing the large amount of the EPO protein Rat skull defect. A 5 mm rat skull bone defect model was established in vivo and an EPO protein fiber was implanted. Dimensional stent material. Through the MICS and histological evaluation of the MICS The results show that the EPO fiber support material can significantly promote bone repair, and the EPO can stimulate the proliferation of the osteoblast and a large amount of the EPO. The bone matrix is secreted. Therefore, the fiber scaffold material of the Gelastin/ HA carrying the EPO is an excellent bone tissue.
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R318.08

【共引文獻】

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本文編號：2505426