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(guò)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(zhǎng)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嗟囊合嘀小５壳吧形从醒芯匡@示何種復(fù)合方式更為合適，因此這方面的研究對(duì)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(guò)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(guò)調(diào)整緩釋體系，使釋放的蛋白在單獨(dú)組內(nèi)各個(gè)時(shí)點(diǎn)濃度較為相近，比較蛋白釋放過(guò)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(guò)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(guò)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(shì)（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(jiàn)顯著性差異(P＞0.05,93.702％，94.943％，95.550％)。
　　BMP-2蛋白活性通過(guò)檢測(cè)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(gè)時(shí)點(diǎn)活性接近或略高于陽(yáng)性參照（4個(gè)略高于，P＞0.05;1個(gè)接近），13/18時(shí)點(diǎn)活性低于陽(yáng)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(jiàn)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(shí)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(lái)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(gè)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(yáng)性對(duì)照組所見(jiàn)，ALP活性并不與bmp-2蛋白濃度成簡(jiǎn)單線性相關(guān)或擬合曲線函數(shù)關(guān)系，因此，通過(guò)按陽(yáng)性對(duì)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(duì)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(jiàn)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(jiàn)明顯

8、差異性(P＜0.05)。
　　本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說(shuō)明通過(guò)吸附到微?；蛑苯犹砑拥揭合嗟姆绞綇?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(jiǎn)便、省力。但通過(guò)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(shí)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