黎倬榜 徐 蘭 李岢昕 劉也琴

(黑龍江省佳木斯大學(xué),黑龍江 佳木斯 154007)

TCP復(fù)合BMP-2促骨再生作用的研究

黎倬榜 徐 蘭 李岢昕 劉也琴

(黑龍江省佳木斯大學(xué),黑龍江 佳木斯 154007)

目的 探討TCP復(fù)合BMP-2促骨再生作用，為臨床BMP-2的應(yīng)用提供參考。方法 利用16只雄性Wistar大鼠建立大鼠顱蓋骨臨界骨缺損模型，制備TCP支架及TCP復(fù)合BMP-2支架，并分別植入到動(dòng)物模型的骨缺損處，術(shù)后12周測定新生骨形成面積并進(jìn)行比較。結(jié)果 所有實(shí)驗(yàn)動(dòng)物無一死亡，全部存活，傷口愈合良好，未見感染癥狀。術(shù)后12周，TCP復(fù)合BMP-2組骨密度為(475.32±19.20) mg/cm2，而單純TCP組明骨密度為(124.25±13.64) mg/cm2，兩組比較TCP復(fù)合BMP-2組的成骨效果明顯較TCP組為佳，差異顯著有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論 所制備的TCP復(fù)合BMP-2能改進(jìn)單純TCP的促成骨效果，具有良好的成骨活性，促進(jìn)骨修復(fù)。

TCP；BMP-2；骨再生

Abstract： TCP; BMP-2; Bone regeneration

骨細(xì)胞的微環(huán)境中有諸多生長因子，刺激同類細(xì)胞發(fā)育來的細(xì)胞增生，發(fā)揮著調(diào)節(jié)作用，促使骨組織的再生和修復(fù)，其中BMP-2是近年來研究較多的生長因子之一[1]。大量研究證實(shí)BMP-2是在骨缺損修復(fù)過程中扮演重要角色，但BMP的合成較少，體內(nèi)降解速度較快，存在一定的副作用。因此臨床上研究將其與相應(yīng)的支架材料復(fù)合，提供一定的支撐作用，促進(jìn)成骨的生長，還可以限制一些細(xì)胞因子的作用，減輕毒副作用。BMP聯(lián)合支架材料將進(jìn)一步提高骨修復(fù)的效果。當(dāng)前骨組織工程的支架材料主要是生物陶瓷材料以及降解的聚合物等。三鈣磷酸鹽(TCP)是生物陶瓷材料的一種，經(jīng)典的快速可吸收材料。本文通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，探討TCP復(fù)合BMP-2促骨再生作用，具體如下：

1 支架材料制備

TCP支架材料的制備：支架材料TCP由東南大學(xué)材料系提供，棍狀，4 mm×4 mm×12 mm 大小，孔隙率約 75%，孔徑約 200～300 μm。將材料以雙蒸水反復(fù)清洗，洗凈孔隙及表面的碎屑，凍干后備用。

TCP復(fù)合BMP-2材料制備：參照文獻(xiàn)，進(jìn)行TCP與BMP-2的復(fù)合(過程略)[2]。凍干備用。

2 體內(nèi)促成骨能力檢測

2.1 建立大鼠顱蓋骨臨界骨缺損模型

選取16只雄性Wistar大鼠(體質(zhì)量260～300 g)作為研究對象，隨機(jī)分為兩組:TCP組、TCP復(fù)合BMP-2組，每組8只。

手術(shù)方法：用10%水合氯醛(20 mg/kg)對大鼠進(jìn)行麻醉。以耳源后方為手術(shù)切口，備皮消毒，行縱行切口，長度為1.5～2 cm，后分離骨膜，在顱骨矢狀縫右側(cè)區(qū)域制備一個(gè)直徑為5 mm的圓形缺損后取出骨片，在手術(shù)過程中不斷以生理鹽水沖洗。

2.2 樣品制備及植入

將上述制備的材料，植入大鼠顱蓋骨缺損處，縫合，預(yù)防性應(yīng)用青霉素3 d防治感染。

2.3 新生骨檢測及骨量分析

術(shù)后12周，Micro-CT掃描分析新骨形成效果，計(jì)算新骨形成面積，掃描參數(shù)為分辨率27 μm，旋轉(zhuǎn)角度360°，電壓80 kV，電流80 μA。

2.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3 結(jié) 果

TCP復(fù)合BMP-2的體內(nèi)促成骨效果分析，術(shù)后12周，經(jīng)過Micro-CT掃描骨密度分析， TCP復(fù)合BMP-2組的成骨效果明顯較TCP組為佳，差異顯著有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 不同材料骨密度比較

4 討 論

磷酸鈣鹽是骨組織的主要成分之一，在骨組織工程的研究中，其作為支架材料得到了廣泛的應(yīng)用，包括羥基磷灰石、磷酸三鈣、混合羥基磷灰石等。尤以磷酸三鈣(TCP)研究的較多，作為多孔支架而廣泛應(yīng)用。TCP是近年發(fā)展較快的一種鈣磷陶瓷，具有一定的力學(xué)強(qiáng)度和生物可降解性。TCP支架具有交通率較高的微孔，其誘導(dǎo)成骨及血管長入的生物活性較強(qiáng)。還可以根據(jù)待修復(fù)的形狀預(yù)制成型，滿足骨修復(fù)的形態(tài)修復(fù)[3]。而作為骨組織的重要生長因子，BMP-2在骨修復(fù)再生過程中意義重大。但是因?yàn)锽MP-2在體內(nèi)易發(fā)生擴(kuò)散降解，不能持續(xù)釋放發(fā)揮作用，局部應(yīng)用量較大，影響臨床應(yīng)用[4]。而將BMP-2與TCP支架相結(jié)合，能發(fā)揮協(xié)調(diào)作用，促進(jìn)成骨的效果。

本文利用大鼠建立顱蓋骨骨缺損模型，制備TCP支架以及TCP復(fù)合BMP-2支架，將支架植入到大鼠骨缺損模型中，評估兩組的新骨形成情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后12周，TCP復(fù)合BMP-2組骨密度為(475.32±19.20) mg/cm2，而單純TCP組明骨密度為(124.25±13.64) mg/cm2，兩組比較TCP復(fù)合BMP-2組的成骨效果明顯較TCP組為佳，差異顯著有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。提示了BMP復(fù)合TCP更加符合骨生成的條件，形成了良好的骨組織再生的環(huán)境條件，并刺激、啟動(dòng)、維持骨的修復(fù)過程，在12周左右就可以完成洞缺性骨缺損的修復(fù)。

綜上，BMP-2復(fù)合TCP促進(jìn)了成骨效果，促進(jìn)新骨形成，為治療骨缺損提供一定的理論依據(jù)，促進(jìn)其臨床應(yīng)用，帶來很好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]王強(qiáng).CS/β-TCP/rhBMP-2復(fù)合因子加血管束修復(fù)兔下頜骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究[D].山東大學(xué),2012.

[2]鄭軍.HA/TCP復(fù)合BMP及bFGF在體內(nèi)成骨能力及對骨缺損修復(fù)的實(shí)驗(yàn)研究[D].東南大學(xué),2005.

[3]張波.聯(lián)合基因轉(zhuǎn)染骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)顱骨標(biāo)準(zhǔn)骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究[D].北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院,2011.

[4]國麗榮.OSTEON修復(fù)犬下頜骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究[D].中國醫(yī)科大學(xué),2010.

TCP Composite BMP-2 the Study of the Effect on Promoting Bone Regeneration

LI Zhuobang, XU Lan, LI Kexin, LIU Yeqin

(Heilongjiang Province Jiamusi University，Heilongjiang Jiamusi 154007, China)

Objective To investigate the TCP composite BMP-2 effect on promoting bone regeneration, provide reference for clinical application of BMP-2. Methods Using 16 male Wistar rat rat calvaria bone critical bone defect model, preparation of TCP stents and TCP compound BMP-2, and into the animal model of bone defect, 12 weeks after surgery to determine new bone formation and compare the area. Results 12 weeks postoperatively, the TCP composite BMP-2 group of bone mineral density was (475.32±19.20) mg/cm2, and simple TCP group Ming bone mineral density of (124.25±13.64) mg/cm2, two groups to compare the TCP composite osteogenesis effect of BMP-2 group was obviously the better than TCP group, significant difference was statistically significant (P<0.05). Conclusion The preparation of TCP composite BMP-2 can improve the effect of simple TCP to bone, has good osteogenetic activity, promote bone repair.

1006-446X(2016)03-0038-03

2015 - 10 - 15

R 681

A