rhBMP—2复合透明质酸钠凝胶诱导成骨的实验研究

rhBMP2复合透明质酸钠凝胶诱导成骨的实验研究f一f?144?文章蝙号:10051139(2000102叭4403rhBMP-2复合透明质酸钠凝胶诱导成骨的实验研究圭,刘9(-臣,倪紫观,王东胜,苎堕:,张锦超,邱华.1.解放军总医院口腔科.北京100853:2.军事医学科学院三所.北京1008503中央电视台门诊部,北京100859lb膨【摘要】目的:为重组人骨形态发生蛋白2(recombinanthumanbonenaorphogenticproteim2.rhBMP2)在种植牙中的应用寻找一种新型,有效的复音材料.方法:将20430nag雄性小白鼠16只随机分为4组,每组4只其中一组为空白对照组,其余各组小鼠肌囊内分别植透明质酸钠凝腔(HealonGV),rhBMP-2,rhBMP一2与HeaIonGV复合物.21d后进行x线片观察.组织学观察及BMP定量爰I定结果:空白对照,HealonGV组无骨组织生长.rhBMP2与HenlonGV复合组成骨量,骨成熟程度及BMP含量均高于单纯rhBMP2组.结论:lHealonGV为rhBMF-2的良好载体.2HealonGV与rhBMP-2复合可以使rhBMP2诱导新骨生成的作用增强关键词中闰号量丝查垄生垄自;墨生;蓬翌堕墼壁R78文献标识鸸:A鲫_P.2挺礞ExperimentalstudiesofinducedboneformationOnhyalurateasacarrier0frhBMP一2lIY.一n.H,LlUHong-chen.NIZi-yan,wANGDongsheng,zHAoMing,zHANGjltlchao.Q儿,Hun(DepartmentofStomotology,PLAGeneralHospital,Beijing00853,China)Atmalobjective:Findingaflewkindofeffectivecarrieriorrecombinanthunaanbonenaorphogemicprotein21rhBMP2).Methods:162030gnamemiceweredividedinto4groupsrandomlyandweretreatedwith4kindsofinapiantationintothenauclepouch0fmicerespectively;(1)nothingascotntml;(2)hyalurate(HealonGV);<3)rhBMP2:L4JcompositesofHealonGVandrhBMP2Theboneformationwasstudiedradiologicallyandhistologically21daysafterOperation.anddeterminationofBMPcontentwanperformedResults:TheossoindUCtiveacdvitywasquiled1fferenlamongthe4groups.Group(1)andgroup(2)hadnotosseonducfiveaclivity.group(4)hadahigherhoneyieldlhangrnuP(31tanditalSOcontainedFtoreBMCondmion:lHealonGVisagoodcarderforrhBMP一22Thecomoosite(】fHenlonGVandrhBMP一2canincreasetheosseoinductiveactivitv0frllBMI2.Keywol-lds:bonenaorphogertticproteincarrier;hyalurBte骨形态发生蛋白(bonemorphogenticprotein,BMP)是一醒性玺,能够诱导血管周围的未分化问充质细胞向骨和软骨发生不可逆的变化,被认为是治疗难丝置盘丛丝星量塑的首选物质.研究说明.BMP采取与载体结台的形式应用效果较好目前国内外还投有将透明质酸钠凝胶(HealonGV)与重组人骨形态发生蛋白2(recombinanthumtlqbonemorphogenticprotein2,BMP一2)复台的报道.由于后期种植牙实验的需要.本实验将rhBMP2与HealonGV复台进行成骨研究.探寻作者筒介:丰旺男.女.19670803生,吉林省四平市人.救族.1999年军医进修学院博七毕业t解放军总医院口腔科主治医帅;发表论收稿日期:1999o921;傩国日期:1999?1O-20HealonGV作为BMP载体的可行性及实效性1材料和方法1.1实验动物小白鼠16只.雄性.体重2O3Og,由军事医学科学院实验动物中心提供并饲养.饲养环境为清洁级.1.2主要试剂及仪器1.2.1rhBMP-2由军事医学科学院提供1.2.2HealonGV由瑞典厄普沙拉的法玛西亚普强公司生产.其组成成份为每毫升含透明质酸钠:14mg.氯化钠8.5nag,磷酸氢二钠二水合物0.28nag,磷酸二氢钠水台物0.04mg.注射用水适量.pH=.2.1.2.3rhBMP-Ab由军事医学科学院提供.该抗嚣.r体亚类为兔,工作浓度为1:100.1.2.4ABC试剂盒购于中山试剂公司1.3实验分组将小鼠随机分成4组,每组4只.即:空白对照组;HealonGV组;rhBMP-2组;HealonGV复合rhBMP一2组】_4手术处理在乙醚的麻醉下,剪毛,消毒,切开小鼠右股骨外侧皮肤,别离皮下组织,暴露骨四头肌间隙陷窝,组翻开后不作任何处理即关闭伤口,组分别在陷窝内置人HeaonGV.rhBMP一2,HealonGV+rhBMP一2.rhBMP2的用量每只鼠为1.5mg.21d后处死.1.5X线照相和局部解剖观察在小鼠处死后,取其左,右股骨拍x线片.然后,在植入区做局部解剖,观察新骨生成情况.】_6植入区组织切片观察将局部组织的标本置于10甲醛溶液中固定,甲酸脱钙,酒精逐级脱水,石蜡包埋,制成5m厚的切片,HE染色观察组织生长状况,ABC免疫组化染色进行BMP定量观察.1.7BMP定量分析通过摄像机与显微镜相连,将显微镜下列图像输入到计算机内.采用手工描划的方法用鼠标划出图像上的阳性区域.再通过德中贸易(上海)研制的彩色病理图像处理系统软件分析程序.计算阳性区域百分比,进而估算BMP的含量1.8统计分析采用SAS4.0统计软件分析系统将BMP定量值进行T检验分析.2结果2.1植入区局部解剖观察,两组未见新生骨形成.,组植入区出现小团块.组团块大小平均为0.7cll0_0.8cm0.4cm较柔韧,与股骨相连,切开后见有白色皮质骨和红色骨髓.组团块大小平均为0.8cm0.9cInO.5cIn,质稍硬,与股骨相连.切开后见有白色皮质骨和红色骨髓.皮质骨较组略多.2.2植入区x线观察,两组及,两组的对照腿均未见骨密度增高阴影,两组植入区可见密度增高的片状阴影,面积约同局部解剖所见,组阴影部位的钙化程度明显高于组.2.3植入区组织学观察,两组均产生编织骨和骨髓.组骨小梁较组密集.未见HealonGV(闰1,图2).2.4新生骨组织BMP定量观察结果组切片BMP含量为(8.82135-3.3557),组BMP含量?l4j?为(14.87813.6816),经丁检验,了,=4.6349?P-0.0301.两组差异显着,组AMP含量明显高于组(图1,图2).国1单纯rhBMP-2或骨国2rhBMlP-2复台ltealonGY或臂3讨论BMP可以诱导间质细胞分化为软骨和骨.它在软组织中诱导骨形成有三个根本条件.即诱导因子,靶细胞和适宜的环境BMP的靶细胞是一类在适当的刺激下具有成骨潜能的未分化的问质细胞,如果不受BMP等生长因子的作用,这类细胞在整个生命过程中都不会分化成软骨和骨,BMP的主要作用就是诱导这些细胞分化成软骨和新生骨i.BMf的诱导作用大致可分为四个时相:趋化期,分化期,骨质形成期,重塑期.其中以分化期最为重要.文献说明,单纯的BMP植入机体后d内很快被吸收,由小圆细胞,巨噬细胞,血管周围的阿米巴样问充质细胞,梭形细胞和肥大的结缔组织细胞所代替.至1421d.周围部位有软骨样组织,软骨和成熟的新骨形成.至2128d,交织骨改建成板层骨,并有骨髓腔的形成.免疫电镜观察表?l46?明.成骨细胞的粗面内质网和分泌小泡内含有丰富的BMP,从而解释了BMP在细胞体内的合成及分泌过程不同部位的间充质细胞对BMP的敏感性是不同的,以骨髓,肌肉等处的间充质细胞敏感性较高:传统观点认为,BMP单独植人很快被组织液冲洗掉和降解,难以在靶细胞周围维持浓度,成骨量与BMP的浓度有关.现在认为,成熟的软骨包裹了BMP团块,阻碍了其扩散和发挥作用.但两者均提示,BMP应采取与载体结合形式应用.BMP的载体可以使其吸收,延长其成骨时间,增强其成骨能力-.BMP的活性依赖于载体,而载体的效能那么是由载体的降解活性,几何空间,化学特性,与BMP的亲和力等因素所决定的-】.近年来研究的载体主要有两大类,一类为液态性或可溶性载体,如角鲨烷(squalane),聚乙烯吡咯烷酮(PVP),纤维蛋白粘合剂(FS),它们可与BMP复台后注射到体内,防止了手术.另一类为固态性载体.固态性载体又分为两类,一类为非生物性载体,如磷酸三钙(TCP),羟基磷灰石(HA),多聚体(polymer),纯钛(puretitanium).一类为生物性载体,如生物活性玻璃陶瓷(BGC),胶原,熔结骨(真骨陶瓷,TBC),脱蛋白骨(AOB),多乳酸多羟基乙酰共聚物(PIA/PGA),不溶性非胶原蛋白(icP),胎儿骨(FB),骨基质明胶(BMG)这类载体与BMP复合后.可以塑形,大都具有诱导成骨和传导成骨双重作用.目前,被人们用作rhBMP一2载体的材料主要有:胶原,珊瑚/胶原,无活性脱矿骨基质和聚乳酸/聚乙醇酸共聚物(PIGA)等.HeatonGV是一种溶于生理缓冲液的无菌性,非致热源性,非致炎性,高纯化的透明质酸钠高分子片断溶液.透明质酸钠是由糖苷键连接的多聚双糖组成的多糖体.是一种生理性物质,广泛分布于动物和人结缔组织的细胞外基质中,不同物种的透明质酸钠的化学性质相同.静止状态下,其粘滞度比眼房水和平衡液大2O万倍.当从针头推出时.其粘滞度含大大降低,而静止后,又会恢复其原有的高粘滞度同时,在体内可逐渐被吸收HealonGV的PH值为7.2,微呈碱性,与呈酸性的rhBMP2复合后并未使其成骨能力降低,可能是由于其酸碱度与盂一.一z人体组织液近似,不干扰rhBMP-2的活性本实验中,新生骨的x线片,骨组织切片均显示:复合组的成骨量,骨成熟度高于未复合组.说明HeaIonGV可能做为rhBMP-2的一种新型载体,制备成适用于牙种植中应用的复合体.复合组成骨好的原因可能是由于HealonGV的粘滞特性所决定的.如前所述,HealonGV流动时的低粘滞度可以使其与rhBMP均匀充分的混台,静止时的高粘滞度又可以使其中的BMP不易扩散,维持了BMP的量,不仅有利于新骨生成,而且使新骨生成量增加.成熟程度加深.本实验的BMP免疫组化定量结果显示,复合组的BMP含量明显高于未复台组.这可能是由于随着HealonGV在体内逐渐被吸收.rhBMP被逐渐释放出来,维持了BMP的浓度.对新骨持续生成起到了积极作用.另外.HeatonGV也可能起到一个支架作用,有利于骨组织的生成(致谢:对解放军总医院口腔科王照五,石柱伟.眼科李朝晖,橱缨,骨科周永刚,赵斌等的热心帮助袁示感谢)参考文棘nproteininaucedcaTtllagedevelopmentintissuecuhure:J:Clint)rhop.084l83:1801872WangEA-RosenV-CordesPalPunficai.1Iandcharacterization.mherdiatinetboneindueingfactorsJProcNatl3是祖尧.诱导成骨与骨形态发生蛋白:j中华骨科泉志.1j8?3)23i2344刊莉明,王击信等.重组骨形态发生置门2诱导成骨作甩的动物宴转研究_j中华骨科杂志.1095l8?j195225李亚非胡蕴.李青等经庄注射骨形态发生蛋白和纤维细胞生长因子促进兔骨缺损愈合:J中华骨科杂忐Iq95.1.ri)62j627.6Ka1uMUristMRHnFibrinis口h,iolgi,:dellvysystemforbonemorphogeneticprotein:J_in)rthop.1988l23S:3023l0iboneJurmaioninducedbysqualaneandb.rph.gt1proteincomposite33ClinOTthop1997337:212668车亚非.胡蕴玉.吕荣等.四种u落性载件对骨瑶卷发生蛋白小鼠傩内诱导成骨活性的影响J中华骨科杂.I99【7(2)1171199张喜善.罗怀灿骨彤志发牛蛋白的载体释放系统研究进展:J:.1|【司宴用外科杂志.1998.18(3):17918,3