BMP2活性多肽/胶原/煅烧骨复合材料修复兔桡骨缺损的实 验研究
2015-07-24 文章来源:华中科技大学同济医学院附属协和骨科医院 郭晓东 点击量:968 我要说
目的随着我国老龄化人口的增加,骨质疏松性骨折日益增多,越来越多的骨质疏松性骨折患者需要进行植骨手术。而骨质疏松性骨折患者的骨形成能力减弱骨吸收增加,理想的植骨材料除了具有骨传导和骨支撑作用外,还应具有骨诱导成骨作用。骨形态发生蛋白(BMPs)是目前唯一能诱导异位成骨的生长因子,其中BMP-2诱导成骨的能力最强。本课题小组筛选发明了一种含24个氨基酸的小分子多肽——BMP-2相关肽P24,发现其亦可发挥与BMP-2类似的独特的骨诱导活性,有效诱导异位成骨及钙盐自组装矿化。本文拟探讨自行研制合成的BMP2活性多肽与I型胶原复合煅烧骨复合材料生物学性能与修复骨缺损的作用。
材料与方法①将BMP2活性多肽与I型胶原复合煅烧牛松质骨作为实验组,以I型胶原复合煅烧牛松质骨作为对照组,复合过程中以模拟体液(SBF)作为溶液。通过环境扫描电镜和能谱法以及X射线衍射实验观察材料表面结构情况,同时对两组材料进行体外细胞培养,观察细胞生长情况同时计算两组材料细胞黏附率,初步评价BMP2活性多肽引导I型胶原复合煅烧牛松质骨表面矿化生成羟基磷灰石结晶的作用与能力。②动物试验分三组。A组:单纯煅烧骨组;B组:含I型胶原的煅烧骨组;C组:BMP2活性多肽与I型胶原复合煅烧骨组。取大白兔36只,随机分成三组,建立桡骨中段10mm骨缺损模型,分别将材料植入兔桡骨缺损处,术后4、8、12周行X线评分,8、12周行组织形态学观察与评分,比较各组植入材料的成骨作用以及12周取材后抗折强度。
结果①环境扫描电镜下可见实验组煅烧骨表面有羟基磷灰石结晶生成,而对照组没有;能谱法对实验组矿化骨部分进行钙磷元素检测和X射线衍射检测证实矿化物的成分为磷灰石。②大鼠骨髓基质干细胞分别与两组材料体外复合培养24h,实验组细胞黏附率明显高于对照组(α<0.05);③36只大白兔均进入结果分析,术后不同时间X线评分示C组与A组和B组有显著差异性(P<0.05);④组织学观察,8周时评分为:A组4.67±0.52,B组5.33±0.52,C组6.83±0.41。12周评分为:A组评分为6.17±0.41,B组为7.33±0.52,C组为8.67±0.52;⑤各组植入材料抗折强度的测定:术后12周,C组材料抗折强度明显高于A组和B组。
结论BMP2活性多肽能引导I型胶原复合煅烧骨表面矿化生成羟基磷灰石结晶,可以改善煅烧骨的骨诱导活性,提高细胞黏附性能,与煅烧骨复合后有可能为骨质疏松性骨折这一特殊类型患者提供了一种具有骨诱导活性及促进钙盐自组装沉积矿化的新型植骨材料。