TCP复合BMP-2促骨再生作用的研究

黎倬榜 徐 兰 李岢昕 刘也琴

(黑龙江省佳木斯大学,黑龙江 佳木斯 154007)

TCP复合BMP-2促骨再生作用的研究

黎倬榜 徐 兰 李岢昕 刘也琴

(黑龙江省佳木斯大学,黑龙江 佳木斯 154007)

目的 探讨TCP复合BMP-2促骨再生作用，为临床BMP-2的应用提供参考。方法 利用16只雄性Wistar大鼠建立大鼠颅盖骨临界骨缺损模型，制备TCP支架及TCP复合BMP-2支架，并分别植入到动物模型的骨缺损处，术后12周测定新生骨形成面积并进行比较。结果 所有实验动物无一死亡，全部存活，伤口愈合良好，未见感染症状。术后12周，TCP复合BMP-2组骨密度为(475.32±19.20) mg/cm2，而单纯TCP组明骨密度为(124.25±13.64) mg/cm2，两组比较TCP复合BMP-2组的成骨效果明显较TCP组为佳，差异显著有统计学意义(P<0.05)。结论 所制备的TCP复合BMP-2能改进单纯TCP的促成骨效果，具有良好的成骨活性，促进骨修复。

TCP；BMP-2；骨再生

Abstract： TCP; BMP-2; Bone regeneration

骨细胞的微环境中有诸多生长因子，刺激同类细胞发育来的细胞增生，发挥着调节作用，促使骨组织的再生和修复，其中BMP-2是近年来研究较多的生长因子之一[1]。大量研究证实BMP-2是在骨缺损修复过程中扮演重要角色，但BMP的合成较少，体内降解速度较快，存在一定的副作用。因此临床上研究将其与相应的支架材料复合，提供一定的支撑作用，促进成骨的生长，还可以限制一些细胞因子的作用，减轻毒副作用。BMP联合支架材料将进一步提高骨修复的效果。当前骨组织工程的支架材料主要是生物陶瓷材料以及降解的聚合物等。三钙磷酸盐(TCP)是生物陶瓷材料的一种，经典的快速可吸收材料。本文通过动物实验，探讨TCP复合BMP-2促骨再生作用，具体如下：

1 支架材料制备

TCP支架材料的制备：支架材料TCP由东南大学材料系提供，棍状，4 mm×4 mm×12 mm 大小，孔隙率约 75%，孔径约 200～300 μm。将材料以双蒸水反复清洗，洗净孔隙及表面的碎屑，冻干后备用。

TCP复合BMP-2材料制备：参照文献，进行TCP与BMP-2的复合(过程略)[2]。冻干备用。

2 体内促成骨能力检测

2.1 建立大鼠颅盖骨临界骨缺损模型

选取16只雄性Wistar大鼠(体质量260～300 g)作为研究对象，随机分为两组:TCP组、TCP复合BMP-2组，每组8只。

手术方法：用10%水合氯醛(20 mg/kg)对大鼠进行麻醉。以耳源后方为手术切口，备皮消毒，行纵行切口，长度为1.5～2 cm，后分离骨膜，在颅骨矢状缝右侧区域制备一个直径为5 mm的圆形缺损后取出骨片，在手术过程中不断以生理盐水冲洗。

2.2 样品制备及植入

将上述制备的材料，植入大鼠颅盖骨缺损处，缝合，预防性应用青霉素3 d防治感染。

2.3 新生骨检测及骨量分析

术后12周，Micro-CT扫描分析新骨形成效果，计算新骨形成面积，扫描参数为分辨率27 μm，旋转角度360°，电压80 kV，电流80 μA。

2.4 统计学分析

采用SPSS 16.0统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差表示，采用t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

3 结 果

TCP复合BMP-2的体内促成骨效果分析，术后12周，经过Micro-CT扫描骨密度分析， TCP复合BMP-2组的成骨效果明显较TCP组为佳，差异显著有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 不同材料骨密度比较

4 讨 论

磷酸钙盐是骨组织的主要成分之一，在骨组织工程的研究中，其作为支架材料得到了广泛的应用，包括羟基磷灰石、磷酸三钙、混合羟基磷灰石等。尤以磷酸三钙(TCP)研究的较多，作为多孔支架而广泛应用。TCP是近年发展较快的一种钙磷陶瓷，具有一定的力学强度和生物可降解性。TCP支架具有交通率较高的微孔，其诱导成骨及血管长入的生物活性较强。还可以根据待修复的形状预制成型，满足骨修复的形态修复[3]。而作为骨组织的重要生长因子，BMP-2在骨修复再生过程中意义重大。但是因为BMP-2在体内易发生扩散降解，不能持续释放发挥作用，局部应用量较大，影响临床应用[4]。而将BMP-2与TCP支架相结合，能发挥协调作用，促进成骨的效果。

本文利用大鼠建立颅盖骨骨缺损模型，制备TCP支架以及TCP复合BMP-2支架，将支架植入到大鼠骨缺损模型中，评估两组的新骨形成情况，结果发现术后12周，TCP复合BMP-2组骨密度为(475.32±19.20) mg/cm2，而单纯TCP组明骨密度为(124.25±13.64) mg/cm2，两组比较TCP复合BMP-2组的成骨效果明显较TCP组为佳，差异显著有统计学意义(P<0.05)。提示了BMP复合TCP更加符合骨生成的条件，形成了良好的骨组织再生的环境条件，并刺激、启动、维持骨的修复过程，在12周左右就可以完成洞缺性骨缺损的修复。

综上，BMP-2复合TCP促进了成骨效果，促进新骨形成，为治疗骨缺损提供一定的理论依据，促进其临床应用，带来很好的社会效益和经济效益。

[1]王强.CS/β-TCP/rhBMP-2复合因子加血管束修复兔下颌骨缺损的实验研究[D].山东大学,2012.

[2]郑军.HA/TCP复合BMP及bFGF在体内成骨能力及对骨缺损修复的实验研究[D].东南大学,2005.

[3]张波.联合基因转染骨髓间充质干细胞修复颅骨标准骨缺损的实验研究[D].北京协和医学院,2011.

[4]国丽荣.OSTEON修复犬下颌骨缺损的实验研究[D].中国医科大学,2010.

TCP Composite BMP-2 the Study of the Effect on Promoting Bone Regeneration

LI Zhuobang, XU Lan, LI Kexin, LIU Yeqin

(Heilongjiang Province Jiamusi University，Heilongjiang Jiamusi 154007, China)

Objective To investigate the TCP composite BMP-2 effect on promoting bone regeneration, provide reference for clinical application of BMP-2. Methods Using 16 male Wistar rat rat calvaria bone critical bone defect model, preparation of TCP stents and TCP compound BMP-2, and into the animal model of bone defect, 12 weeks after surgery to determine new bone formation and compare the area. Results 12 weeks postoperatively, the TCP composite BMP-2 group of bone mineral density was (475.32±19.20) mg/cm2, and simple TCP group Ming bone mineral density of (124.25±13.64) mg/cm2, two groups to compare the TCP composite osteogenesis effect of BMP-2 group was obviously the better than TCP group, significant difference was statistically significant (P<0.05). Conclusion The preparation of TCP composite BMP-2 can improve the effect of simple TCP to bone, has good osteogenetic activity, promote bone repair.

1006-446X(2016)03-0038-03

2015 - 10 - 15

R 681

A