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目的：
骨缺损的治疗一直是骨科临床的难题。骨缺损的治疗目前主要是自体骨及异体骨的移植。但它们具有明显的缺点，如自体骨来源有限，需要两次手术；而异体骨具有免疫排斥和疾病传播的缺陷等。骨组织的修复一般认为是特定的靶细胞在特定环境中经一定的生长因子刺激发生增殖、分化的结果，即骨形成需要三个条件：1、靶细胞，即具有潜在骨生成能力的未分化间充质细胞：2、具有骨诱导活性的因子：3、骨形成的适宜环境。随着现代医学的发展，特别是基因工程技术的成熟，骨生长因子制备技术日臻完善及它的基础与临床研究日益深入，为骨缺损的治疗提供了新的途径。
作为骨诱导因子之一的成骨蛋白-1(osteogenic protein-1，OP-1)，又名骨形态发生蛋白-7(bone morphogenetic protein-7，BMP-7)，具有强大的骨诱导活性，能诱导未分化的间充质干细胞向成骨细胞和成软骨细胞分化。OP-1还能弥补自体骨和异体骨移植的缺陷，在骨缺损、骨不连、脊柱融合术、矫形缺陷等治疗中发挥重要作用：此外，OP-1在口腔牙周再造、牙槽骨的发育和重建中也发挥重要作用。
由于单纯rhOP-1在体内容易扩散、降解，在有效的时间内无法作用于更多的靶细胞，因此，rhOP-1的稳定缓慢释放是其成骨作用的前提，rhOP-1缓释载体是其发挥生理功能的基础。理想的载体除能承载rhOP-1并保持其活性外，尚具有良好的生物相容性、同时能保持适当的空隙率而利于成骨细胞爬行。本实验室已构建了工程菌rhOP-1/pBV221/E．coli DH5a和rhOP-1/pBV221/E．coli BL 21，探索并建立了发酵、纯化、复性等rhOP-1制备工艺，获得了高纯度的有活性的rhOP-1，实验室其他作者已经探索了其与部分载体材料的复合。前期的实验证明，rhOP-1/明胶海绵植入剂在小动物上具有良好的骨诱导活性。
本工作以临床应用为目的，针对临床口腔科适应症，选择易生物降解的生物工程材料，以实验室已有工艺制备rhOP-1复合植入剂，选择与人更接近的大动物进一步验证其骨诱导性，并探讨其骨诱导机制，为临床应用提供基础依据。
研究方法：
1．rhOP-1/明胶海绵植入剂制备发酵基因工程技术构建的工程菌rhOP-1/pBV221/E．coli BL 21和OP-1/pBV221/E．coli DH5a，经超声裂解法破裂后收集包涵体，通过SP-Sepharose纯化后进行梯度透析复性，纯化获得高纯度的rhOP-1。将吸收性明胶海绵加工成直径为5mm、厚度为2mm的圆片状，与透析复性的rhOP-1混匀后置于冷冻干燥机中冻干，使rhOP-1干粉充分吸附在明胶海绵载体上，制备rhOP-1/明胶海绵植入剂。
2．rhOP-1植入剂对牙槽骨再生的作用本实验将rhOP-1植入剂应用于犬拔牙创的研究，分别设立对照组和实验组，于2周、4周、8周时取材，进行大体标本观察、X线检测和组织学检查，观察rhOP-1体内诱导成骨活性。
3．rhOP-1对骨髓基质干细胞的诱导分化作用本实验通过体外培养方法获得骨髓基质干细胞，分别设立对照组和实验组，利用rhOP-1对其诱导分化，进行碱性磷酸酶(ALP)活性检测、茜素红钙结节染色观察rhOP-1体内诱导成骨活性。
4．rhOP-1植入剂对成骨组织的蛋白质组学研究蛋白质组学是以基因组编码的全部蛋白质为研究对象，旨在从分子水平及整体水平研究蛋白质的组成及其动态变化规律，从而深入认识有机体的各种生理和病理过程。
本实验通过双向电泳技术研究了rhOP-1/明胶海绵复合体埋植于肌肉组织后对成骨组织的蛋白质组学研究。
研究结果：
1．菌体经发酵诱导表达后，SDS-PAGE电泳显示目的蛋白约占菌体蛋白总量的30％，经SP-Sepharose纯化后，rhOP-1单体纯度高达90％以上，纯化后的rhOP-1经梯度透析的方法复性，rhOP-1以单体和二聚体的形式存在。
2．rhOP-1植入剂具有明显的促进牙槽骨再生的作用，并且可以缩小拔牙创，减少出血，从而促进拔牙创的愈合，可以为早期义齿修复、早期牙种植做准备，而且该材料制作方便，操作简单，有望经过进一步研究成为临床促牙槽骨再生的生物材料。
3．rhOP-1成骨作用明显，在体外有良好的骨诱导活性，为其在组织工程学方面的应用提供了理论基础。
4．实验显示对照组及实验组凝胶蛋白质点数分别为732个和784个。这些蛋白质等电点和分子量分布范围较广，蛋白质点主要分布在等电点为4-7，分子量为24kD-66kD的范围。分析发现，对照组和实验组之间存在差异蛋白质点共92个差异蛋白质点，其中28个点仅在对照组中表达，30个点仅在实验组中表达，23个点在实验组中高表达，11个点在实验组中低表达。说明rhOP-1植入剂对组织蛋白表达有重要影响，可能对成骨起重要的诱导作用。
结论：
在实验室已筛选的技术工艺基础上，制备了rhOP-1/明胶海绵植入剂，并证实该植入剂具有体内外骨诱导活性。