胶原支架负载CBD-BMP-2促进大鼠后外侧脊柱横突的融合

【摘要】背景：BMP-2是一种理想的成骨诱导因子，它在骨再生和骨修复中发挥了重要作用。尽管如此，如何控制其在体内的释放以及如何避免副作用是其在临床应用中面临的最大障碍。现如今已经有报道证明使用胶原支架可以显著增加BMP-2在脊柱融合中的治疗效果。为了探究在保证成骨诱导效果的同时降低BMP-2的使用剂量的新方法，我们使用了一种人工修饰的BMP-2，在其末端添加了一个胶原蛋白结合结构域（CBD）。同时使用了一种合适的胶原支架，研究两者结合使用对大鼠脊柱融合的促进作用。方法：（1）体外实验部分，我们首先需要验证CBD-BMP-2的诱导成骨的活性，并与商品化的BMP-2作对照。然后将CBD-BMP-2与胶原支架耦连，检测其与支架的结合效率以及在体外的释放曲线。（2）体内实验部分，我们将SD大鼠分作三组：假手术组（G1，n=20），材料组（G2，n=20），材料+BMP-2组（G3，n=20）。将支架材料或负载CBD-BMP-2的支架材料（CBD-BMP-2，3μg/侧/大鼠）填充于腰椎4、5节段之间，动物手术操作完成后16周，分别使用X光线机，高分辨率的micro-CT，手工触诊和组织化学染色等方法对脊柱融合的效果进行评估。结果：（1）体外的实验结果显示，CBD-BMP-2在体外的成骨诱导活性不低于商品化的BMP-2。CBD-BMP-2与胶原支架的结合率要高于商品化的BMP-2。体内释放曲线表明CBD-BMP-2释放速率要低于商品化BMP-2，具有明显的缓释效果。（2）体内实验结果，人工触诊和X光片的结果表明G3组大鼠后外侧腰椎4、5节段之间出现了明显融合，micro-CT结果表明G3组的骨密度和新生骨骨量要明显高于单纯材料组和假手术组。H&E结果结果进一步验证了G3组两段脊柱之间腰椎4、5节段之间具有明显的新生骨产生，G3组具有更高的融合率、骨密度和更多的成骨骨量。结论：借助特异性结合的胶原蛋白结合结构域（CBD），CBD-BMP-2可高效的结合在胶原支架上；使用较低剂量的BMP-2结合到胶原支架上促进了大鼠后外侧脊椎横突间的融合。
【作者】韩兴龙；
【导师】施勤；
【作者基本信息】苏州大学，免疫学，2014，硕士
【关键词】骨形态发生蛋白；胶原蛋白结合结构域；胶原支架；脊柱融合；

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