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种植义齿被誉为人类的“第三副牙齿”,它具备很多传统义齿无法替代的优点。但某些病例往往由于局部或大范围的骨缺损造成了骨量不足进而导致种植体无法获得良好的初期稳定性,限制了种植义齿修复的临床应用。骨移植是目前解决这一问题的主要方法,但是自体骨移植要开辟第二术区,异体骨移植由于免疫原性等原因发展受限。因此,人工骨材料成为目前研究的热点。人工合成的支架材料为新生骨组织提供生长空间,在骨组织工程中占有重要的地位。但是高分子支架材料的生物活性较低,力学性能较差,容易引发无菌性炎症。因此,如何增加其表面的生物学活性以及促进骨细胞迅速的长入,是目前的主要难题之一。锶是人体内的一种微量元素,1808年由Humphry Davy(英国,伦敦)首次分离出。研究表明锶对骨改建有双重影响——促进骨形成和抑制骨吸收。目前,锶的主要应用是临床系统用药治疗骨质疏松症。但是,这种全身用药缺少靶向性,因此,锶的局部应用开始为学者们所重视。富血小板纤维蛋白也叫Choukroun’s PRF,是由法国科学家Choukroun于2001年提出。由于其制备过程不需添加任何添加剂,所以在一定程度上讲,PRF为一种自体组织移植物。PRF中的细胞因子在组织改建过程中扮演了重要角色。目前,PRF广泛应用于软组织缺损、骨组织缺损及软骨组织缺损的修复中。然而其无法长期保存,制作后必须即刻应用、机械强度较差以及生长因子释放时间相对较短等特点限制了其在骨组织工程中的应用。因此,如何解决这些问题成为PRF未来的研究热点。近些年,水凝胶作为缓释系统被广泛应用,其特性类似细胞外基质。PLGA-PEG-PLGA三嵌段温敏水凝胶由Zentner等于2001年提出。这种凝胶在一定温度范围内由液态交联成为凝胶状态,其中包括生理温度(37℃)。然而,与PRF相同,该凝胶的机械性能较差影响了其在骨组织工程中的应用。可否有效的提取出PRF内的生长因子、可否将锶与PRF内生长因子通过水凝胶包裹进而载入人工骨支架材料中、复合骨支架材料是否可以缓释这两种生物因子以及该载药复合材料是否具有促进骨形成的作用,目前国内外尚无研究。本研究从体外实验的角度探讨了载药水凝胶与支架材料复合而形成新型骨支架材料的可行性及生物安全性;PRF内生长因子的提取方法;支架/凝胶系统对生物因子的缓释作用;装载锶与PRF的nHA/PLGA/Gel复合材料对成骨样细胞MG63的黏附、增殖及分化的影响;Real time PCR探讨复合材料对成骨相关基因的影响;Western Blot探讨其对CollagenⅠ、Runx2、OPN蛋白表达的影响。为该复合材料应用于临床增加骨量提供理论依据。1.不同浓度SrCl2对MG63增殖及分化的影响。结果显示:对于MG63细胞500g/ml浓度的SrCl2促增殖能力及促成骨细胞分化能力最强。因此,在后续的工作中我们选择500g/ml作为SrCl2的最优工作浓度。2.通过扫描电镜(SEM)及酶联免疫吸附试验(ELISA)探讨应用冻干法制备PRF的可行性,寻找提取PRF生长因子的方法。结果显示:冻干PRF较新鲜PRF疏松且有较大的孔洞,且纤维条索结构较细。冻干PRF粉末具有强烈的突释生长因子的特性,为生长因子的提取提供便利。3.探讨载药水凝胶载入支架材料的可行性,探讨复合支架材料的表征、机械性能及其体内外降解的能力。结果显示:成功制备PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶,选取凝胶化温度为34℃;利用粒子沥滤法制备nHA/PLGA支架材料具有典型的多聚物支架孔状结构,孔径约为150-270m,且孔隙之间相互穿通连接;扫描电镜显示水凝胶成功注入并分布于支架材料内部的孔隙中,同时支架的内部孔隙没有被水凝胶堵塞,复合支架材料仍然拥有内部穿通的孔隙结构,复合支架材料的内部孔隙直径约为70-160m,符合成骨材料的孔隙要求;电感耦合等离子质谱仪(Inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)及ELISA结果显示载药复合材料第1周释放较快,Sr的释放达到32.2%,之后逐渐达到线性释放模式,到12周的累计释放量达到70.3%。载药复合材料在第1周PRF衍生生长因子的平均释放量达到34.03%,之后逐渐达到线性释放模式,到12周的累计释放量达到76.5%;降解实验显示:nHA/PLGA/Gel支架材料在前两周代谢稍快,以后达到线性代谢模式,在12周末失重率达到13.4%, nHA/PLGA空白支架材料到12周末的失重率为8.2%;PH检测结果显示12周末nHA/PLGA/Gel支架材料组的PBS的PH值为6.93±0.1,而nHA/PLGA空白支架材料为6.99±0.1;压缩试验测试结果显示载入水凝胶后材料的抗压强度得到了显著的提升,nHA/PLGA支架材料的抗压强度为(2.31±0.18)MPa,nHA/PLGA/Gel支架材料的抗压强度为(2.90±0.16)MPa。4.检测复合材料的生物安全性以及对MG63黏附、增殖及分化的影响。结果显示:本研究中所用的支架材料是安全的,无急性溶血活性。复合材料对成骨细胞的早期黏附、增殖以及分化均有一定的促进作用。5.探讨载药复合材料对MG63相关功能基因及蛋白的影响。PCR检测成骨相关基因表达结果:MG63细胞内CollagenⅠ基因的表达在第1天,四组没有显著性差异;第3天,实验组一明显高于其他组,其中实验组二高于空白支架组;第5天,实验组一显著的高于其他各组;OPN基因表达量,第1天,实验组一、实验组二和空白支架组均显著高于空白组,其中实验组一表达量最高;第3天,实验组一与实验组二明显高于其他组,其中实验组一明显高于实验组二;第5天,实验组一与实验组二的表达量高于其他组;Runx2基因表达量,第1天,实验组一高于其他组,其他三组未见统计学差异;第3天,实验组一与实验组二明显高于其他组,其中实验组一明显高于实验组二;第5天,实验组一与实验组二高于其他组;SP7基因表达量,第1天,四组间无统计学差异;第3天,实验组一与实验组二和空白支架组的表达明显高于空白组,其中实验组一表达量最高;第5天,实验组一与实验组二高于其他组。Western Blot检测Runx2的蛋白表达结果,第1天,实验组一与空白组显著高于实验组二和空白支架组;第3天,空白支架组和空白对照组显著高于实验组一与实验组二;第5天,实验组一和实验组二明显高于空白支架组和空白组,其中实验组一高于实验组二;OPN的蛋白表达,第1天,实验组一与实验组二显著高于空白支架组和空白组,其中实验组一高于实验组二;第3天,实验组一,实验组二和空白支架组明显高于空白组,其中实验组一明显高于实验组二和空白支架组;第5天,实验组一和空白组明显高于实验组二和空白支架组,其中实验组一高于空白组;CollagenⅠ的蛋白表达结果,第1天,空白支架组显著高于其他三组;第3天,实验组一与空白支架组明显高于实验组二和空白组,其中实验组一明显高于空白支架组,实验组二明显高于空白组;第5天,实验组一明显高于其他三组,其中实验组二和空白支架组高于空白组。综上所述,500g/ml的浓度的SrCl2对成骨细胞有着显著的促增殖和分化作用;冻干后研磨可有效的提取PRF中的生长因子;载药水凝胶可以成功的注入并分布于支架内表面行使缓释功能且不影响成骨材料的内部孔隙结构,为今后凝胶/支架这种新型支架材料的应用打下实验基础;本实验制备的nHA/PLGA/Gel复合材料生物安全性可靠,缓释作用、降解过程及机械性能符合成骨材料的要求;载药复合材料对成骨细胞具有促早期黏附、增殖及分化的作用;载药复合材料在早期可以促进成骨相关基因及蛋白的表达。本研究为缓释锶及PRF生长因子的凝胶/支架复合材料应用于口腔种植领域提供了理论基础。