載rhBMP2-rhVEGF165凝膠的解剖仿生人工骨修復(fù)兔脛骨大段骨缺損的研究.pdf

1、本文主要從以下幾個(gè)部分展開論述：
　　第一部分:解剖仿生人工骨修復(fù)兔脛骨完全大段骨缺損的研究
　　目的:本實(shí)驗(yàn)在支架材料研究基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)3D打印解剖仿生人工骨修復(fù)和重建兔脛骨完全大段骨缺損，模擬兔脛骨的結(jié)構(gòu)引導(dǎo)組織的再生和重建，以期改善人工骨支架修復(fù)負(fù)重部位骨缺損時(shí)存在的對(duì)線對(duì)位不良、應(yīng)力遮擋等局部解剖匹配不良所致缺陷，也為進(jìn)一步支架負(fù)載細(xì)胞或生物分子的仿生學(xué)研究奠定基礎(chǔ)并更好地模擬臨床重建研究。
　　方法:1.采用Mi

2、mic軟件獲得擬截骨部位骨結(jié)構(gòu)的三維電子模型，利用熔融沉積制造(FDM)制備羥基磷灰石/聚己內(nèi)酯(HA/PCL)解剖型支架;2.將15只6月齡新西蘭大白兔分為3組，空白組3只，對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組均6只，分別制備長(zhǎng)約1.2cm的脛骨大段骨缺損，其中空白組缺損處曠置，對(duì)照組缺損處將截骨原位放回，實(shí)驗(yàn)組缺損處放置解剖仿生人工骨，并用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的小鋼板螺釘系統(tǒng)固定。3.分別于術(shù)后4、12周通過影像學(xué)、組織學(xué)和檢測(cè)大體標(biāo)本畸形的方法來(lái)觀察骨缺損模型愈合

3、過程。
　　結(jié)果:影像學(xué)檢查結(jié)果示術(shù)后4、12周兩組骨缺損處移植體未見明顯移位和成角畸形，自體骨骨折處修復(fù)較好;組織學(xué)檢查示術(shù)后4周實(shí)驗(yàn)組骨斷端及支架內(nèi)有少量新生骨填充，術(shù)后12周重建支架內(nèi)新骨生成明顯增多并且部分礦化;大體觀察:術(shù)后4、12周時(shí)兩組骨缺損處骨移植體無(wú)明顯移位、成角畸形。
　　結(jié)論:本實(shí)驗(yàn)采取的3D打印解剖仿生人工骨構(gòu)建的兔脛骨完全大段骨缺損模型穩(wěn)定性較好，該解剖仿生人工骨具有良好的骨引導(dǎo)性能，為進(jìn)一步支架負(fù)

4、載細(xì)胞或生物分子的研究奠定基礎(chǔ)。
　　第二部分:載rhVEGF165/rhBMP-2熱致溫敏水凝膠體系生物學(xué)性能檢測(cè)
　　目的:檢測(cè)所制PLGA-PEG-PLGA熱致溫敏水凝膠載促血管生成因子(rhVEGF165)或/和促成骨細(xì)胞因子(rhBMP-2)在體內(nèi)外的緩釋規(guī)律及該載藥凝膠于體內(nèi)外對(duì)成骨細(xì)胞增殖、分化的影響。
　　方法:首先利用凝膠色譜和流變儀對(duì)所制備的溫敏水凝膠(PLGA-PEG-PLGA)的結(jié)構(gòu)和性能表征，

5、確定其溶膠-凝膠轉(zhuǎn)化相。于溶膠相時(shí)，將該水凝膠與訊息因子(rhVEGF165、rhBMP-2)混合，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞因子溶解包埋。通過Elesa檢測(cè)其凝膠相體外靜止?fàn)顟B(tài)下降解緩釋情況;通過RT-PCR檢測(cè)該凝膠相對(duì)成骨細(xì)胞的生物學(xué)影響;于小鼠皮下注射檢測(cè)其體內(nèi)凝膠相降解規(guī)律和異位骨化情況。
　　結(jié)果:1.該溫敏性水凝膠是一種勻質(zhì)的可逆性溶膠-凝膠熱致聚合物，具有適宜的相變溫度(27-30℃);2.該載訊息因子凝膠于體外靜止模擬體液中降解

6、超過21天，其訊息因子釋放過程中未見明顯“突釋效應(yīng)”;3.該溫敏性水凝膠植入小鼠皮下21-28天左右不能完全降解，可實(shí)現(xiàn)局部較長(zhǎng)時(shí)間的藥物釋放效應(yīng);3.載rhBMP-2和載rhBMP-2、rhVEGF165水凝膠能夠于皮下14天左右誘導(dǎo)異位成骨，且兩組異位成骨能力于28天時(shí)無(wú)明顯差異。
　　結(jié)論:該可注射性溫敏性水凝膠具有良好生物可降解性，可作為rhBMP-2、rhVEGF165等載體并模擬自然骨修復(fù)過程相關(guān)訊息因子的釋放;本實(shí)驗(yàn)

7、所釋放rhBMP-2和rhVEGF165之間存在協(xié)同效應(yīng)，且rhVEGF165可能誘導(dǎo)新骨中更多血管生成，有利于成骨相關(guān)細(xì)胞及訊息因子的遷移，促進(jìn)骨生成;該水凝膠可減少rhBMP-2、rhVEGF165隨體液擴(kuò)散、將減少體內(nèi)酶解消耗，降低藥物的最小有效濃度和并發(fā)癥。
　　第三部分:載rhBMP2/rhVEGF165凝膠的解剖仿生人工骨修復(fù)兔脛骨大段骨缺損的研究
　　目的:本文利用3D打印解剖仿生人工骨支架負(fù)載凝膠載藥體系構(gòu)建

8、一種“支架復(fù)合訊息因子”策略修復(fù)骨缺損，通過訊息因子的生物學(xué)活性賦予該人工骨支架良好的骨誘導(dǎo)性能，以期更好地促進(jìn)損傷部位骨再生、人工骨支架與自體骨整合，更好地重建局部器官結(jié)構(gòu)完整性和功能，避免骨不連等并發(fā)癥。
　　方法:1.將18只6月齡新西蘭大白兔分為3組，空白支架組（N組）6只，載rhBMP2復(fù)合支架組（B組）6只，載rhBMP2和rhVEGF165復(fù)合支架組(VB組)6只;2.將凝膠載藥體系通過負(fù)壓載入3D打印的解剖仿生人工

9、骨空隙內(nèi);3.分別制備長(zhǎng)約1.2cm的脛骨完全骨缺損，將3組人工骨支架分別移植到所建骨缺損處進(jìn)行重建和修復(fù);4.術(shù)后4周、12周行影像學(xué)觀察和大體觀察，比較3組骨缺損處局部骨修復(fù)和重建情況。
　　結(jié)果:X線攝片顯示:三組樣本于術(shù)后1月、3月X片未見明顯成角、移位等畸形，且術(shù)后3月X片較1月時(shí)顯示缺損處新骨生成增加。術(shù)后3月取材的大體標(biāo)本顯示:3組均能提供良好的支撐功能，無(wú)移位、成角畸形;3組均存在不同程度的骨痂，其中VB組可見更多

10、的骨痂包繞解剖仿生人工骨，其骨-支架界面分不出，界面處融合最緊密;B組的解剖仿生人工骨周圍骨痂較VB組少，其骨-支架界面尚能辨認(rèn)，界面處融合較緊密;N組的解剖仿生人工骨周圍骨痂表現(xiàn)為3組中最少的，其骨-支架界面辨認(rèn)清楚，界面處部分融合緊密。CT重建影像可見VB組周圍的骨痂包繞最密集，其骨-支架界面分不出;B組周圍骨痂不如VB組密集，但較N組密集，其骨-支架界面辨認(rèn)清楚，界面處基本全面融合;N組周圍骨痂最少，其骨-支架界面辨認(rèn)清楚，界面處