復(fù)合rhBMP-2硫酸鈣骨水泥體外釋放特性研究.pdf

1、硫酸鈣骨水泥因其具有良好的骨傳導(dǎo)性和生物相容性，較為適宜的降解速率，可任意塑形以及成本低廉而用于臨床已有數(shù)十年的歷史，被認(rèn)為是一種較為理想的骨修復(fù)材料。但硫酸鈣類材料缺乏骨誘導(dǎo)活性，限制了它的應(yīng)用。既往的研究隨有關(guān)注硫酸鈣復(fù)合BMP-2蛋白能促進(jìn)材料成骨特性的研究，而很少有關(guān)于硫酸鈣復(fù)合蛋白后具體釋放過程及直接證實(shí)釋放后蛋白活性存在的研究。骨組織工程中常用的將生長因子滴注成型支架的加載方式并不適合可注射式骨水泥，臨床上使用的的可注射式硫

2、酸鈣骨水泥復(fù)合BMP-2蛋白的方法有加入載蛋白微球/支架或?qū)⒌鞍字苯蛹拥焦撬嗟囊合嘀?。但目前尚未有研究顯示何種復(fù)合方式更為合適，因此這方面的研究對具備骨誘導(dǎo)活性的可注射式硫酸鈣重要的意義。
　　本研究通過CS/Surface、CS/Liquid、Cs/Cs三種不同的方式制備載BMP-2蛋白硫酸鈣骨水泥試件，特性并通過調(diào)整緩釋體系，使釋放的蛋白在單獨(dú)組內(nèi)各個時點(diǎn)濃度較為相近，比較蛋白釋放過程及蛋白活性的比較。
　　結(jié)果：表面

3、不同方式復(fù)合BMP-2蛋白均呈現(xiàn)為相似的二階釋放過程。突釋階段表現(xiàn)在第一天，CS/Surface組約4％，CS/Liquid和Cs/Cs組則較低，約1％;1-28天，三組均表現(xiàn)為一致的平坦緩釋過程，只是在緩釋速率方面稍有差異，CS/Surface組日均釋放率為0.107％，低于CS/Liquid組與Cs/Cs組，(0.136％，0.131％)，P≤0.001;。而在累積釋放率方面，表面釋放組表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢（分別是7.151±0.233

4、，5.057±0.150，4.456±0.166，P＜0.001）;釋放后蛋白殘留量三組之間未見顯著性差異(P＞0.05,93.702％，94.943％，95.550％)。
　　BMP-2蛋白活性通過檢測其使W-20-17細(xì)胞堿性磷酸酶活性升高的水平獲取。緩釋液中的蛋白均能保持其活性，其中5/18個時點(diǎn)活性接近或略高于陽性參照（4個略高于，P＞0.05;1個接近），13/18時點(diǎn)活性低于陽性參照(P＜0.01)，但仍高于陰性參照組

5、(P＜0.001)。三組alp活性均值未見明顯差異性(P＞0.05)。
　　上述釋放實(shí)驗(yàn)表明，CS/Surface組在突釋階段釋放的BMP-2蛋白明顯多于Cs/Cs組和CS/Liquid組，而28天后其所滯留的BMP-2少于Cs/Cs組和CS/Liquid組，盡管其在緩釋階段其緩釋速率要明顯低于CS/Liquid組與Cs/Cs組。不同的試件的釋放曲線顯示相近的模式，早期的突釋后隨之以一平穩(wěn)的緩釋直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束。然而，CS/Surfa

6、ce組的累積釋放量在所有的時間的都高于將BMP-2復(fù)合進(jìn)試件內(nèi)的組別（Cs/Cs組和CS/Liquid組）。而它們的差異最主要表現(xiàn)在突釋階段，CS/Surface組要明顯高于Cs/Cs組和CS/Liquid組。這種在突釋階段表現(xiàn)出來的差異很可能是由于試件的制備方式的不同導(dǎo)致蛋白分布的不同所引起的。3個實(shí)驗(yàn)組在緩釋階段所呈現(xiàn)的線性的釋放曲線表明，蛋白的釋放仍然是由硫酸鈣的降解主導(dǎo)的。
　　ALP活性分布的離散性使各組間差異很難進(jìn)行排

7、除濃度因素后的比較，結(jié)合陽性對照組所見，ALP活性并不與bmp-2蛋白濃度成簡單線性相關(guān)或擬合曲線函數(shù)關(guān)系，因此，通過按陽性對照組各濃度點(diǎn)進(jìn)行分組，并假定直接新鮮BMP-2溶液是細(xì)胞ALP活性升高水平在該區(qū)間與bmp-2濃度呈線性相關(guān)，從而使?jié)舛确植加谠搮^(qū)間的緩釋BMP-2蛋白活性與對照組具備可比較性。在12-25ug/ml區(qū)間內(nèi)，三組alp活性均值未見明顯差異性(P＜0.0S);在25-50ug/ml區(qū)間內(nèi)，三組alp活性均值未見明顯

8、差異性(P＜0.05)。
　　本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明通過吸附到微粒或直接添加到液相的方式復(fù)合BMP-2到硫酸鈣是可行的，并且直接添加到液相的方式因更為簡便、省力。但通過與別的研究比較、分析后顯示，我們認(rèn)為本文所選的三種方式以其在在體內(nèi)達(dá)否引起異位骨化形成尚不明確，類似實(shí)驗(yàn)以磷酸鈣為基材時只有Surface組能在大鼠皮下誘導(dǎo)異位固化形成，硫酸鈣表現(xiàn)出與蛋白更高的結(jié)合能力，其是釋放率遠(yuǎn)較磷酸鈣低，所以我們認(rèn)為硫酸鈣以體外的釋放模式下將不能引