【摘要】：背景:生長因子作為骨組織工程中重要的組成元素,發(fā)揮著巨大的作用。目前已經(jīng)有許多的生長因子被FDA批準(zhǔn)用于臨床上,如BMP2,BMP7。然而,我們發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)化的過程中仍存在一些問題。無論是生長因子的高成本和難保存,還是它們可能引起的骨代謝異常和免疫原反應(yīng),都困擾著我們。骨誘導(dǎo)小分子藥物,可作為生長因子的替代物,被應(yīng)用到骨組織工程中,具有著更廣闊的前景。從天然骨誘導(dǎo)小分子十烯酸類,黃酮類化合物,醌類化合物,到合成骨誘導(dǎo)小分子GSK-3β抑制劑,Necro X-7,SVAK-12,越來越多的骨誘導(dǎo)小分子藥物被發(fā)現(xiàn)和設(shè)計合成出來,發(fā)揮的促進成骨效果也越來越強,其作用機制也越來越清楚。雖然骨誘導(dǎo)小分子藥物比生長因子更加安全穩(wěn)定和成本低廉,但是長期的系統(tǒng)給予患者,依然可能造成骨代謝紊亂和肝腎毒性,所以在骨組織工程中,我們需要局部的有效的穩(wěn)定持續(xù)的骨誘導(dǎo)小分子藥物的釋放,已達(dá)到良好的促進骨再生和減小毒副作用的效果。目的:本研究設(shè)計了兩種復(fù)合支架材料,并擔(dān)載不同的骨誘導(dǎo)小分子藥物來實現(xiàn)骨缺損的修復(fù)。在不同的支架體系中,并通過不同的骨缺損動物模型,驗證骨誘導(dǎo)小分子藥物的局部緩慢釋放和聯(lián)合使用的方式,能夠有效地促進骨缺損的修復(fù)。方法:在第一個體系中,在溫敏型水凝膠PLGA-PEG-PLGA內(nèi)加入r GO-HA來提高藥物的局部緩釋作用,并擔(dān)載小分子阿倫磷酸鈉(ALD),來修復(fù)小鼠的臨界顱骨缺損。在第二個體系中,在PLGA支架的明膠涂層中擔(dān)載小分子藥物阿倫磷酸鈉(ALD)和柚皮苷(NG),通過聯(lián)合用藥的方式來修復(fù)大鼠的顱骨缺損。我們利用micro-CT骨形態(tài)學(xué)參數(shù)、HE染色和特殊染色評價骨修復(fù)的效果,并通過PCR和Western blot等實驗進一步驗證不同的載藥體系能夠顯著地提高成骨基因的表達(dá)。結(jié)果:在第一個體系中,我們在溫敏型水凝膠Gel內(nèi)加入少量的r GO-HA,發(fā)現(xiàn)復(fù)合水凝膠Gel/r GO-HA的強度增加了1.5倍,小分子藥物ALD的釋放周期由原來的7天,延長到了14天。通過micro-CT的3D重構(gòu)和骨形態(tài)學(xué)參數(shù)分析,發(fā)現(xiàn)載藥復(fù)合水凝膠組Gel/r GO-HA/ALD有著最好的骨修復(fù)作用。并進一步在分子水平研究發(fā)現(xiàn),它可以通過BMP2和RANKL信號通路來促進成骨細(xì)胞的增殖分化,并抑制破骨細(xì)胞的活性。在第二個體系中,由于明膠內(nèi)含有大量的RGD序列,能夠有效的促進細(xì)胞的粘附和增殖,并改善支架表面的性質(zhì)。隨著明膠覆于支架內(nèi)部,支架的機械性能和降解性也得到明顯的提高。從micro-CT、HE染色、PCR和Westernblot等實驗結(jié)果中,我們發(fā)現(xiàn)共同載藥復(fù)合支架PLGA+Gelatin/ALD/NG比單一載藥復(fù)合支架PLGA+Gelatin/ALD和PLGA+Gelatin/NG發(fā)揮著更好的骨修復(fù)作用。結(jié)論:在本課題中,我們設(shè)計了不同的骨誘導(dǎo)小分子藥物載藥體系,并擔(dān)載不同的藥物分子,驗證了不同體系在骨缺損動物模型中的修復(fù)情況。我們發(fā)現(xiàn),骨誘導(dǎo)小分子在骨組織工程中具有很大的前景,可以通過局部緩慢釋放和聯(lián)合用藥的方式,有效地促進骨再生,有希望向臨床應(yīng)用進行轉(zhuǎn)化。
【圖文】：

了五種具有明確的成骨潛能，即 H-8，GW5074，吡那地爾，，SQ22536 和丙戊茶堿。從這五個小分子中，只有一個分子（H-8）證實可誘導(dǎo)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成骨作用來自所有捐助者。此外，該化合物與地塞米松等參照的骨誘導(dǎo)小分子具有協(xié)同作用。1.2骨誘導(dǎo)小分子的分類骨誘導(dǎo)小分子化合物可分為天然小分子和合成小分子。天然小分子主要從植物或動物中分離及提取出來，而合成小分子是根據(jù)不同的藥理作用機制來設(shè)計的結(jié)構(gòu)或模仿天然小分子的結(jié)構(gòu)而通過化學(xué)方式合成出來的。在骨再生過程中有存在許多種信號通路途徑，包括 Wnt，TGF-β/BMP，Hh，MAPK，Akt/mTOR 和Notch 等途徑[8]（如圖 1.1），小分子藥物可以通過不同的分子信號通路，來激活或抑制某些基因的表達(dá)，從成骨細(xì)胞的骨形成和破骨細(xì)胞的骨吸收兩個方向，起到調(diào)節(jié)骨穩(wěn)態(tài)的作用[8]（如圖 1.2）。

圖 1.2 破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞維持骨穩(wěn)態(tài)Figure 1.2 Osteoclasts and osteoblasts in bone homeostasis天然小分子分子可以從植物或動物中獲得，并表現(xiàn)出多種生物活性，可以理想選擇，具有良好的前景。大多數(shù)天然分子具有復(fù)雜的化學(xué)結(jié)的多樣性和新穎性，常常通過分子-分子和分子-蛋白質(zhì)的相互作和骨吸收，其中許多小分子已經(jīng)被提取出來應(yīng)用于運動系統(tǒng)疾病十烯酸類道維甲酸是維生素 A 的中間代謝產(chǎn)物。有研究證實維甲酸能夠P 信號通路，能夠促進骨的再生[9-10]。十烯酸（DPA）作為從 Pensum CR37010 菌群中發(fā)酵而來的自然產(chǎn)物，與維甲酸有著相似的
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R318.08

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;本刊組織構(gòu)建欄目已出版“骨組織工程”研究的相關(guān)文章[J];中國組織工程研究與臨床康復(fù);2011年11期

2 王輝;劉思景;郭偉韜;;骨形態(tài)發(fā)生蛋白2和成纖維細(xì)胞生長因子2在骨組織工程中的應(yīng)用[J];中國組織工程研究與臨床康復(fù);2010年15期

3 李運峰;包崇云;;體內(nèi)生物反應(yīng)器與體內(nèi)骨組織工程[J];中國組織工程研究與臨床康復(fù);2008年46期

4 周志林;汪春蘭;趙宇;;骨形態(tài)發(fā)生蛋白和血管內(nèi)皮生長因子在骨組織工程中的協(xié)同作用[J];中國組織工程研究與臨床康復(fù);2007年36期

5 胡鏡宙;張志愿;;骨組織工程基因治療在顱頜面重建中的應(yīng)用[J];中國口腔頜面外科雜志;2006年02期

6 劉斌鈺;;骨組織工程研究進展[J];山西醫(yī)藥雜志;2006年12期

7 裴國獻,金丹;骨組織工程研究進展[J];中華創(chuàng)傷骨科雜志;2004年01期

8 ;SFDA批準(zhǔn)我國第一項骨組織工程框架材料試產(chǎn)注冊[J];新材料產(chǎn)業(yè);2004年05期

9 高瞻,何黎升,陳富林,易飛舟;骨組織工程中支架材料的研究進展[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊;2003年05期

10 黃嵐峰;骨組織工程研究進展概況[J];骨與關(guān)節(jié)損傷雜志;2002年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 崔磊;;骨組織工程研究進展[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會第六次會員代表大會暨學(xué)術(shù)會議論文摘要匯編[C];2004年

2 崔磊;;骨組織工程研究進展[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會修復(fù)重建外科專業(yè)委員會第十四次全國學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2004年

3 張志達(dá);楊志東;江曉兵;任輝;沈耿楊;丘婷;招文華;唐晶晶;陳康;盧永鏘;詹玫琦;梁德;姚珍松;;磷酸鈣及硫酸鈣支架在骨組織工程中的研究進展[A];第二十四屆中國中西醫(yī)結(jié)合骨傷科學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2017年

4 包崇云;宋國棟;王了;肖宇;葉詠梅;李偉;張興棟;;體內(nèi)骨組織工程與頜骨修復(fù)重建[A];中華口腔醫(yī)學(xué)會口腔材料學(xué)專業(yè)委員會第七次全國口腔材料學(xué)術(shù)交流會論文匯編[C];2011年

5 章明徐;張可s

本文編號：2672981