编号：YYHY00957

篇名：BMP-2功能化可注射多孔微球促进骨再生的研究

作者： 尹海波

关键词： BMP-2; 骨再生; 多孔微球;

机构： 苏州大学

摘要： 目的:以大豆卵磷脂(SL)为介质,包被骨形态发生蛋白(BMP-2)(SL@BMP-2)。并基于微流控装置,将SL@BMP-2溶于左旋聚乳酸(PLLA)溶液,制备BMP-2功能化的可注射多孔微球(MS@SL@BMP-2),研究其促骨再生作用。 方法:首先,将SL与BMP-2工作液充分混合,搅拌均匀,形成均一溶液(SL@BMP-2)。接着,将SL@BMP-2加入溶有PLLA的二氯甲烷(DCM)溶液中,再次充分搅拌均匀。最后加入明胶溶液,利用乳液法,基于微流控装置制备BMP-2功能化的可注射多孔微球(MS SL@BMP-2)。针对这一功能化微球,我们前后行扫描电子显微镜(SEM)、粒径分析、孔径分析、免疫荧光等方法分析微球形态、载药效率、药物分布及释放等。体外试验方面,我们提取大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs),利用CCK-8、活/死染色评估微球生物相容性,考察其对BMSCs增殖活性的影响。同时,在功能化微球体外诱导成骨分化能力方面,我们设立MS、MS@SL、MS@SL@BMP-2等实验组,基于ALP、茜素红染色,免疫荧光等实验方法综合评估体外诱导成骨能力。最后,在体内实验方面,我们构建大鼠股骨髁缺损模型,将不同组微球注入缺损部位,考察促成骨能力。通过影像学评估(CT扫描),观察缺损部位新生骨,并定量分析骨量、骨密度、骨小梁厚度等指标。同时在术后4,8周取出标本,行H&E、马松染色等组织学染色。 结果:基于微流控装置,我们成功制备了大小均一、形态规则的BMP-2功能化微球。BMP-2在微球内部均匀分布,能够缓慢而持续释放,为促成骨分化创造条件。体外实验方面,微球具备良好的生物相容性,CCK-8,活/死染色结果提示微球对BMSCs增殖分化能力无明显不利影响,细胞死亡较少。体外成骨实验表明,与单纯多孔微球相比,功能化微球因BMP-2持续释放具有优异的诱导BMSCs成骨分化作用,免疫荧光结果也提示,MS@SL@BMP-2组BMSCs呈现显著成骨相关标记物表达。影像学结果表明,MS@SL@BMP-2组显著促进缺损部位骨组织再生,再生组织结构良好。组织学染色结果也表明,新生组织形成以微球为中心向四周放射的成骨模式。 结论:本研究成功构建了BMP-2功能化可注射多孔微球(MS@SL@BMP-2)。该微球具备良好的生物相容性,在体外显著诱导BMSCs成骨分化。体内实验表明,功能化微球表现出优异的促骨组织再生能力,并促进再生组织重塑。因此,本课题构建BMP-2功能化可注射多孔微球,为骨缺损临床治疗提供新的策略。