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背景股骨头坏死是一种常见的主要影响中青年人群的致残性疾病,常见病因包括股骨颈骨折、激素使用、大量饮酒和减压病等。目前治疗股骨头坏死的方法基于ARCO分期,在股骨头尚未塌陷的ARCO Ⅰ/Ⅱ期提倡保髋手术,主要的保髋手术方式为股骨头髓心减压后进行骨移植、干细胞注射、钽棒置入、以羟基磷灰石和磷酸三钙为代表的钙基材料以及有机多聚物等填充。其中自体骨移植为临床金标准,但是术后供区疼痛、感染等是其弊端;同种异体或异种骨移植的的缺点为免疫排斥、骨诱导性和骨引导性差于自体骨移植;干细胞注射后,局部滞留少、干细胞凋亡增加等导致干细胞的骨修复作用不足;以钽棒或钛合金为代表金属材料的生物惰性和应力遮挡作用影响了其周围的成骨;磷酸三钙和羟基磷灰石等钙基材料在生物体内通过不断的相转化,形成难以溶解的羟基磷灰石,占位效应阻挡了新骨的形成。有机多聚物以透明质酸为代表,来源广泛,生物相容性好,但是获得自愈合性能的条件相对苛刻,且对生物体有毒有害,因此急需开发一种相对无毒无害的方法用于合成具备可注射、自愈合性能的骨修复材料。方法(一)可注射、自愈合水凝胶(HA-BP@Ca P)材料的合成3-(丙烯酰胺基-1-羟基丙烷-1,1-二基)和1,4-二硫苏糖醇反应后生成3-(3-((2,3-二羟基-4-巯基丁基)硫代)丙酰胺基)-1-羟基丙-1,1-二基)双(膦酸);HA(透明质酸)、2-(2-二硫代吡啶基)乙基肼甲酸酯和EDC反应获得反应产物HA-SSPy;HA-SSPy和3-(3-((2,3-二羟基-4-巯基丁基)硫代)丙酰胺基)-1-羟基丙-1,1-二基)双(膦酸)反应最终获得HA-BP,按照一定的比例将HA-BP和Ca P(磷酸钙)进行混合后获得HA-BP@Ca P水凝胶。(二)可注射、自愈合水凝胶(HA-BP@ Ca P)材料的物理性质检测使用核磁共振波谱技术检测最终获得的反应产物是否为目标产物,即HA-BP@Ca P。物理切割 A-BP@Ca P 水凝胶后将碎块置于一起,半定量检测 HA-BP@Ca P水凝胶的自愈合性能,流变学实验定量检测HA-BP@Ca P水凝胶的自愈合性能,剪切应变实验定量检测HA-BP@Ca P水凝胶的凝胶-液体转换剪切应变率,通过加压使得HA-BP@Ca P水凝胶通过23G注射器针头半定量检测其可注射性能。(三)可注射、自愈合水凝胶(HA-BP@Ca P)材料的细胞毒性和成骨有效性检测使用Trans Well培养皿和CCK-8试剂测试HA-BP@Ca P水凝胶对MC3T3-E1体外增殖的影响,Q-PCR定量检测HA-BP@Ca P水凝胶对MC3T3-E1成骨分化相关基因(ALP、VEGF、Collagen Ⅰ和Osteocalcin)表达量的影响,此外,为进一步检测HA-BP@Ca P水凝胶对蛋白质表达和细胞外基质矿化的影响,分别进行了 ALP染色和茜素红染色。(四)可注射、自愈合水凝胶(HA-BP@Ca P)材料的实验动物体内成骨性能检测动物水平,使用了新西兰兔股骨头下骨坏死模型测试HA-BP@Ca P水凝胶体内促进成骨的作用,分别在术后1个月和2个月取材完整术侧股骨,Micro-CT定量分析了骨组织无机矿物质成分的再生情况,苏木精&伊红、天狼星红和骨膜蛋白染色分析骨组织有机成分尤其是Ⅰ型胶原蛋白的再生情况。结果通过相对温和的化学合成法,成功合成了可注射、自愈合水凝胶(HA-BP@Ca P),水凝胶具有可注射、自愈合性质;与磷酸盐缓冲液(PBS,phosphate buffer solution)对照组相比,HA-BP@Ca P水凝胶在体外可以支持MC3T3-E1细胞的增殖,并且可以上调MC3T3-E1成骨分化相关基因的表达,此外,HA-BP@Ca P可以增加ALP蛋白的表达量和细胞外基质的钙盐矿化。术后1个月和术后2个月,HA-BP@Ca P水凝胶组的骨再生量显著的大于PBS对照组,并且HA-BP@Ca P 组术后 2 个月的骨再生量显著大于术后 1 个月。结论HA-CP@Ca P水凝胶是一种具有优异细胞相容性的可注射、自愈合骨修复材料,其在生物体内外均显著的促进成骨,其可注射、自愈合性能最大程度的减小了手术创伤,并可充分地填充不规则的骨缺损,是一种具有潜在临床应用价值的新型有机高分子骨修复材料。