凝胶缓释神经生长因子应用于下颌骨牵张成骨的研究

发布时间：2020-06-04 13:11

【摘要】： 牵张成骨(Distraction Osteogenesis, DO)是一种通过对切开后的骨断端施加稳定、持续的牵张力,使骨断端间隙内形成新骨的技术,目前已经成为治疗颌骨畸形和缺损的重要方法。但是,固定期过长和下牙槽神经易受损伤仍是制约该技术发展的重要原因。神经生长因子是一种能调控神经系统发育和生长的蛋白质,本课题组在前期的研究中发现,在牵张间隙局部应用神经生长因子,可同时促进神经修复和加速新骨再生。生长因子直接使用时会很快失活,不易达到所期望的生物效应,而应用缓释载体可以较长时期地保持因子的活性和局部有效浓度,减少因子频繁注射,提高药效和用药安全性,并提高患者的依从性。原位水凝胶能以液体状态给药,并在用药部位转化为半固体,非常适宜作为蛋白多肽大分子药物的控释材料。纳米晶胶原基骨材料(Col/nHA)是清华大学材料系生物材料组按照仿生思路,用自组装工艺制备出的新型人工骨材料,在微结构与成分上与天然骨高度相似。Col/nHA骨材料不仅可直接作为骨缺损修复材料和骨组织工程载体材料,亦因其具有良好的生物相容性和内部孔隙可控性,用于药物或生长因子的吸附、缓释。海藻酸盐水凝胶在制备过程中复合Col/nHA骨粉材料,可以有效地减小水凝胶的溶胀,起到“稳定支架”的作用,大大提高了水凝胶的缓释效应。同时,Col/nHA骨粉可作为局部微小的矿化中心,起到促进新生骨形成的作用。另外,基于前期研究结果,我们认为神经生长因子的促进成骨作用机制之一可能为其诱导感觉和交感神经纤维长入骨痂,故推测感觉神经对于牵张成骨有重要调控作用。因此,本研究的主要目标是制备携带hNGFβ的新型温敏型可注射海藻酸盐水凝胶复合Col/nHA骨粉缓释系统,并将其应用于下颌骨牵张成骨,以及研究失下牙槽神经支配对牵张成骨新骨形成的影响。全文分为3部分: 1海藻酸盐水凝胶复合Col/nHA骨粉缓释hNGFβ系统的制备及检测 目的:制备携带hNGFβ的海藻酸盐水凝胶复合Col/nHA骨粉缓释系统,并对其进行流变学、缓释效能、生物安全性、体内降解等方面的检测。方法:将海藻酸盐水凝胶原料粉末加入含有0.1mg/ml hNGFβ的生理盐水中,充分搅拌震荡后按照一定比例混合,同时加入1%质量浓度的Col/nHA粉末,超声波震荡,37℃静置后重构为凝胶体系。记录其固化时间,并进行体外释药研究和动物体内降解实验。结果:凝胶固化开始时间为5min,完全固化时间为10min,操作简单方便,可注射性能优良;体外释药曲线可见40%的hNGFβ在48h左右释放出来,80%的hNGFβ在8d左右释放出来,72h之后hNGFβ的释放曲线基本平缓;凝胶埋植于兔肌肉中4周后降解基本完成,无明显炎性反应。结论:温敏型可注射海藻酸盐水凝胶复合Col/nHA骨粉缓释系统固化性能良好,可注射性好;对hNGFβ有较好的缓释效果;体内4周后即可基本降解,有望成为一种能够应用于牵张成骨的可注射缓释材料。 2海藻酸盐凝胶复合Col/nHA的hNGFβ缓释系统对DO新骨形成的作用 目的:研究兔双侧下颌骨牵张模型中局部注射加载hNGFβ的复合Col/nHA骨粉的海藻酸盐凝胶缓释系统对下颌骨牵张成骨新骨形成的影响。方法:以16只兔作为实验动物,建立双侧下颌骨牵张成骨模型。按照不同的牵张速度分组,在固定期第1天每只兔的一侧下颌骨骨痂内注射加载hNGFβ的缓释凝胶0.2ml,另一侧注射生理盐水。用简易感觉神经测试方法检测IAN的功能。固定期第14d,28d取材,进行X线片、骨组织学观察分析。应用SPSS12.0软件包进行配对t检验。结果:高速牵张组双侧神经功能在固定期第14d、28d时有明显差异,hNGFβ缓释凝胶处理侧的IAN功能较对照侧显著提高;X线侧位片显示,固定期第14d和第28d时,13只兔的左侧(凝胶注射侧)骨痂密度高于对照测,且在高速牵张组差别更加明显;骨组织学参数结果显示,各组的hNGFβ缓释凝胶处理侧的骨量百分比及骨小梁宽度均明显大于对照测(P0.05)。结论:在兔双侧下颌骨牵张成骨模型中,应用加载hNGFβ的温敏可注射型海藻酸盐水凝胶复合Col/nHA骨粉缓释系统能够促进牵张区新生骨形成及IAN功能恢复。 3离断下牙槽神经对兔下颌骨牵张成骨新骨生成的影响 目的:研究去下牙槽神经支配对兔下颌骨牵张成骨新骨形成的影响。方法:以20只雄性成年新西兰白兔为实验动物,行双侧下颌骨牵张成骨,在手术显微镜下切断结扎下牙槽神经,保护下牙槽血管束。固定期第14d,28d取材,进行骨组织学检查、生物力学检测。应用SPSS12.0软件包进行配对t检验。结果:离断下牙槽神经侧牵张间隙可见神经组织完全变性,骨小梁分布方向较杂乱,宽度不均匀,并有较多分散的软骨岛分布;骨组织形态计量学参数显示,离断下牙槽神经侧新生骨量百分比和新生骨小梁宽度分别较对照侧明显降低(P 0.05)。离断下牙槽神经侧新生骨痂的最大载荷及挠曲强度均比对照侧降低(P 0.05)。结论:去下牙槽神经支配可引起牵张区新生骨小梁成熟较晚,新生骨痂生物力学强度不足等,提示感觉神经系统在牵张成骨的新骨生成过程中起到一定调控作用。
【图文】：

价阳离子与 G 单元的均一聚合嵌段作用形成“鸡蛋箱”结以及该嵌段与 Ca2+可能的结合位点水凝胶在生物体内以酶解方式生成甘露糖醛酸和体无毒性、无免疫原性。以往的研究中曾经报道藻和较差的可吸收性，这与藻酸钙的纯度不够有关。度敏感型海藻酸盐水凝胶，具有纯度高、生物相容、温度敏感等特性，，是一种较为理想的生物缓释、修水凝胶因具有很好的理化性能和生物学性能[101]，、药物缓释系统、创伤修复、治疗返流性食管炎、降脂、治疗习惯性便秘和改善水质、净化环境等方示出巨大的应用潜力。体外研究发现，成纤维细胞

不同浓度温敏型海藻酸盐水凝胶的固化时间（37℃）
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：R782

【参考文献】

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本文编号：2696439