RGD多肽修饰多孔钽植入兔股骨钽-骨界面成骨机制的体内研究

发布时间：2020-08-26 18:41

【摘要】：目的观察RGD多肽修饰多孔钽植入兔股骨髁后钽-骨界面成骨及组织生长情况,探究RGD修饰对多孔钽材料成骨的影响;观察钽-骨界面Integrin、FAK、ERK、P-ERK及COL-Ⅰ的表达,探讨RGD修饰多孔钽促成骨及骨整合的机制,为多孔钽和RGD修饰的临床应用提供依据。方法多孔钽制成长约7mm、直径3.5mm的圆柱体,消毒备用。选取实验动物28只,分为3组;RGD组12只,裸钽组12只,空白组4只。造模:兔股骨髁制造长约7mm,直径约3.5mm的圆柱形骨缺损孔,植入材料,冲洗、缝合。RGD组:植入RGD多肽修饰的多孔钽;裸钽组:植入未修饰的多孔钽;空白组(sham组):只造模,不植入任何材料。术后2、4、8、16周四个时间点取材。1大体观察:肉眼观察标本骨缺损修复及周围组织情况。2 SEM观察钽-骨界面、多孔钽表面及孔隙内组织生长情况。3标本经脱钙石蜡切片HE染色观察界面组织。4免疫组化检测各组钽-骨界面组织中Integrin、FAK、ERK、P-ERK及COL-Ⅰ蛋白表达情况。5不脱钙硬组织切片VG染色及Goldner’s染色观察钽-骨界面及钽棒内部组织生长情况,计算新生骨长入面积百分比、多孔钽表面骨接触百分比,统计分析。结果1大体观察:三组中均无感染和排斥反应发生;RGD组与裸钽组植入钽棒后各时间点均无钽棒松动脱落,随植入时间的延长,钽棒末端的组织覆盖越致密;空白组中骨缺损逐渐被纤维组织填充、覆盖。2 SEM观察结果:随植入时间的延长RGD组与裸钽组中钽棒与宿主骨的结合越紧密,16周时两组中钽棒均实现骨整合。3 HE染色结果:三组标本界面组织中均无明显的炎症细胞聚集;随植入时间的延长,钽-骨界面中的新生骨组织也增加;RGD组的新生骨组织的生长速度快于其他两组。4免疫组化结果:Integrin:术后2、4周时,RGD组表达均高于裸钽组及空白组(p0.05),裸钽组与空白组表达差异无统计学意义;术后8、16周中三组表达差异无统计学意义。FAK:术后2、4、16周时,RGD组表达均高于裸钽组及空白组(p0.05),裸钽组与空白组中表达差异无统计学意义;术后8周三组表达差异无统计学意义。ERK:术后2周,三组中表达差异无统计学意义;术后4、16周RGD组与裸钽组表达均高于空白组(p0.05),RGD组与裸钽组中表达差异无统计学意义;8周时RGD组表达高于裸钽组(p0.05),裸钽组高于空白组(p0.05)。P-ERK:术后2、4、8周,RGD组表达均高于裸钽组及空白组(p0.05),裸钽组与空白组表达差异无统计学意义;术后16周,RGD组表达高于裸钽组(p0.05),裸钽组与空白组表达差异无统计学意义。COL-Ⅰ:术后2、4周,RGD组表达高于裸钽组及空白组(p0.05),裸钽组与空白组表达差异无统计学意义;术后8周,三组表达差异无统计学意义;术后16周RGD组表达低于裸钽组及空白组(p0.05),裸钽组与空白组表达差异无统计学意义。5 VG染色结果:RGD组中新生骨长入面积百分比与植入物表面接触百分比均高于裸钽组(p0.05)。6 Goldner’s染色结果:RGD组与裸钽组中新生骨组织随着植入时间的延长,骨组织越成熟;RGD组中骨组织的成熟度明显高于裸钽组,16周时RGD组中新生骨组织基本改建完成,实现成熟矿化。结论1 RGD修饰后的多孔钽在修复骨缺损中具有良好的组织相容性,能实现钽与骨整合。2 RGD修饰促进钽-骨界面新生骨组织形成,促新生骨成熟,加快多孔钽骨整合速度。3 RGD修饰多孔钽后可促进成骨相关因子Integrin、FAK、ERK、P-ERK及COL-Ⅰ的高表达,MAPK通路的激活,促进成骨细胞分泌,使得COL-Ⅰ表达增高,促进界面成骨,提高骨整合效应。
【学位授予单位】：华北理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R318.08
【图文】：

图 1 多孔钽棒外观Fig. 1 Appearance of porous tantalum column.（2）RGD 修饰多孔钽棒的制备方法选取上述消毒后的多孔钽棒，参考 Elmengaard 等人[20-21]的环 RGD 多肽修的方法，采用物理吸附。室温下钽棒入 100μmol/L 的环 RGD 多肽 PBS 溶，振荡过夜，PBS 漂洗，去除未吸附的 RGD 多肽，超净工作台自然干燥消毒，备用。修饰用环 RGD 修饰浓度参考国内、外学者前期大量实验研度能有效促进修饰材料表面成骨细胞的黏附[22-23]。2）实验动物分组、动物模型建立（1） 实验分组本次研究实验动物由华北理工大学动物实验中心提供，6 月龄新西兰兔 28雌性，平均体重 2.8kg（2.4～3.0kg）。实验动物的处理过程获得华北理工动物中心动物伦理委员会批准，符合《关于善待实验动物的指导性意见》

铺无菌手术单。取股骨髁外侧纵行切口，长约 2cm，依次切开皮肤、皮下组织，显露兔股骨外侧髁，于股骨外侧髁中心处用 3.5mm 钻头垂直于股骨髁侧面进行钻孔，转孔时无菌盐水持续冲洗降温，减少组织损伤，转出长约 7mm、直径约3.5mm 的圆柱形骨缺损孔，调整骨缺损大小，钽棒恰好能植入骨缺损为度，钽棒末端完全植入股骨髁骨组织内（图 2）。植入内植物前，生理盐水冲洗，清除骨屑。RGD 组：将 RGD 修饰后的钽棒植入骨缺损孔中；裸钽组：将未进行任何修饰的钽棒植入骨缺损孔中；空白组（Sham 组）：只行造模手术，不植入任何材料。植入钽棒完成后，生理盐水冲洗伤口，逐层缝合。术后前 3 天 40 万单位/d 青霉素肌注；伤口每日消毒，直至愈合。

图 3 术后 2 周 RGD 组、裸钽组、空白组大体标本Fig.3 The images of samples in all group at 2 weeks after operation4 周时 RGD 组及裸钽组钽棒末端的组织覆盖较 2 周时明显增加，钽棒无退出及松动；裸钽组钽棒末端软组织覆盖较 RGD 组薄，中央可见明显凹陷，轮廓均较清晰；空白组中软组织覆盖较 2 周时增加，骨缺损孔中的填充组织较 2 周时明显增多，骨缺损边界模糊。（图 4）图 4 术后 4 周 RGD 组、裸钽组、空白组大体标本

【参考文献】

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5 高媛媛;周子谦;柳慧芬;童昕;;RGD多肽修饰的无机小牛骨粉对MC3T3-E1细胞黏附、增殖及分化的影响[J];口腔医学研究;2015年04期

6 韩操;马宁;李忠义;王正东;颜南;朱世龙;;自体骨髓间充质干细胞载体复合物修复骨缺损的组织学观察[J];中国组织工程研究;2015年06期

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8 甘洪全;刘鑫;赵济华;耿丽鑫;王茜;王志强;李琪佳;;国产多孔钽材料兔竖脊肌植入组织学及生物学效应[J];南京医科大学学报(自然科学版);2014年05期

9 梅梅;易杰;张疆_";;黏着斑激酶在整合素信号转导中的研究进展[J];重庆医学;2014年10期

10 张岭;李琪佳;甘洪全;刘英杰;王志强;;医用多孔钽材料对大鼠软骨细胞增殖、细胞周期及凋亡的影响[J];中国矫形外科杂志;2014年04期

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本文编号：2805549