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背景:
骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein2,BMP)生物半衰期很短,在骨组织中很易降解,研究表明,聚乙烯吡咯啉酮理论上存在与BMP结合并起到缓释BMP的作用,与骨髓间充质干细胞(bone marrow-derived mesenchymalstem cells,MSCs)及支架材料有较好的生物相容性。
目的:
研究骨形态发生蛋白(BMP)与聚乙烯吡咯啉酮(Polyvinylpyrrolidone,PVP)-纳米晶胶原基骨缓释系统体外缓释效果,并将其与成骨细胞复合培养,以期求得一种生物相容性较为理想的缓释支架系统。设计、时间及地点:
随机分组设计,对比观察,于2009年3月-2010年8月在江苏大学临床医学院实验室完成。
材料:
6周龄健康雄性SD大鼠,体质量约100g:纳米晶胶原基骨、骨形态发生蛋白2(BMP2)粉剂(SIGMA公司),聚乙烯毗咯啉酮(上海生物工程有限公司),BMP2-ELISA试剂盒(R&D公司)
方法:
本实验分为三组,实验组,聚乙烯吡咯啉酮复合骨形态发生蛋白与纳米晶胶原基骨。对照组1、BMP复合纳米晶胶原基骨。对照组2,聚乙烯吡咯啉酮复合BMP与大鼠松质骨。首先在第1、3、7、14天用酶联免疫吸附实验(EnzymeLinked Immunobent Assay,ELISA)检测BMP-聚乙烯吡咯啉酮复合物的体外释放活性,然后将SD大鼠骨髓间充质干细胞分离后定向诱导为成骨细胞并分别种于实验组和对照组支架上,在不同时间点3,7,10,14天检测支架中的细胞数,MSCs培养14天后进行扫描电镜观察细胞生长情况。
主要观察指标:
ELISA法检测BMP释放曲线,成骨细胞Ⅰ型胶原蛋白免疫荧光染色,增殖细胞计数,扫描电镜观察细胞在缓释支架上的生长情况。
结果:
光密度(optical density,OD值)表示被检测物吸收掉的光密度。以OD值为纵坐标,时间点为横坐标作出BMP体外释放曲线,可见14天后实验组上清液中BMP仍保持较高的OD值；大鼠MSCs经培养14天后Ⅰ型胶原免疫荧光染色阳性,相同时间点支架中脱落细胞计数与对照组相比有统计学差异(P<0.05)；电镜扫描发现实验组支架上细胞生长情况明显好于对照组(P<0.05)。
结论:
聚乙烯吡咯烷酮修饰的纳米晶胶原基骨支架具有良好的缓释BMP的作用,与大鼠骨髓间充质干细胞有很好的生物相容性,具有广阔的临床应用前景。