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可降解多孔型丝素蛋白羟基磷灰石BMP-2修复兔桡骨骨缺损
摘要：
本研究旨在探讨可降解多孔型丝素蛋白羟基磷灰石（SF/HPHA）载体结合骨形态发生蛋白-2（BMP-2）修复兔桡骨骨缺损的效果。实验中将27只兔子随机分为三组，分别为对照组（磷灰石颗粒填充）、单纯的BMP-2组和SF/HPHA/BMP-2复合组。通过X线片及切片观察，结果表明：填充SF/HPHA载体的BMP-2组及SF/HPHA/BMP-2复合组在骨缺损修复过程中的愈合效果明显优于对照组和单纯BMP-2组。在兔桡骨骨缺损修复方面，可降解多孔型丝素蛋白羟基磷灰石载体结合BMP-2具有较好的生物学应用前景。
关键词：丝素蛋白、羟基磷灰石、骨形态发生蛋白-2、多孔型载体、骨缺损修复
引言：
人们在医疗应用中迫切需要一种既能够代替人体骨骼、又能够利用自身再生机制完成紧密结合的骨缺失修复材料。替代性骨量体材料作为一种比较理想的低创伤骨缺失修复手段受到了研究者的广泛关注。其中，丝素蛋白及其复合材料是一种非常理想的骨缺失修复材料，因为其在生物相容性、生物可降解性以及骨再生促进性等方面都具有出色的优势。骨形态发生蛋白-2（BMP-2）早在1988年就已被发现，是一种催化细胞分化的信号蛋白质，可以有效地促进骨组织的再生。在本研究中，我们通过将丝素蛋白与羟基磷灰石（HPHA）制备成可降解的多孔型载体，然后再结合BMP-2，进行兔桡骨骨缺损修复，以评估该复合材料的可行性及有效性。
材料与方法：
实验对象：27只健康雄性新西兰白兔，体重在2.5-3.0kg之间，按随机数字表法分为3组。
材料：丝素蛋白（SF）、羟基磷灰石（HPHA）、骨形态发生蛋白-2（BMP-2）、荧光素偶联的多聚甲酸甲酯（FITC-PLA）、OP-21抗体、磷灰石微粉等。
方法：
1、制备可降解丝素蛋白羟基磷灰石复合载体
将SF、HPHA、NaCl混合后离子交联制备成胶态。经过冷冻干燥和真空负压干燥等多个步骤处理后，制成可降解的多孔型丝素蛋白羟基磷灰石（SF/HPHA）复合载体。
2、BMP-2的包合
将BMP-2溶于5%的葡萄糖水溶液，与SF/HPHA复合载体混合后，于4℃下放置3小时，过滤去除未包合的BMP-2。
3、制备磷灰石微粉
取1g的磷灰石微粉与胶原蛋白糖各50mg混合悬浊液，在室温下振荡10min，制成可灌注性的球形。
4、建立动物模型
首先对兔骨进行全身消毒，接着通过切口等方法建立兔桡骨骨缺损模型。
5、分组介入
将三组兔子分别介入不同的介入物。对照组兔子仅填充磷灰石微粉，BMP-2组兔子单独注射BMP-2，SF/HPHA/BMP-2复合组兔子注射SF/HPHA/BMP-2复合介入物。
6、实验结果观察
制作对照组、BMP-2组、SF/HPHA/BMP-2复合组的大体观察和X线片。同时对修复部分进行组织切片并采用光学显微镜和荧光显微镜进行观察和照相。
结果：
1、X线照片显示，SF/HPHA/BMP-2复合组和BMP-2组兔子骨缺损处有明显的骨再生，而对照组兔子有些骨的疏松，对比前后图发现，填充空白的磷灰石颗粒在16周内骨缺损部位无新生骨组织形成，而SF/HPHA/BMP-2复合组和BMP-2组均可以在缺损处看到明显的骨再生迹象，其中SF/HPHA/BMP-2复合组显示更优秀的骨再生。
2、组织切片结果显示，对照组的缺损部位内基质维持较好而未见到明显的新生骨组织，BMP-2组和SF/HPHA/BMP-2复合组的组织切片均显示出明显的新生骨组织，尤其是SF/HPHA/BMP-2复合介入组的新生骨组织质地更加劲实。
3、荧光显微镜下的观察结果显示，对照组的缺损部位未见到FITC-PLA的绿色荧光，BMP-2组和SF/HPHA/BMP-2复合组隐微荧光显微镜下均显示具有FITC-PLA的进入，且SF/HPHA/BMP-2复合组的进入情况更加优秀。
结论：
通过本实验可以得出结论，对骨修复材料填充应用可降解的多孔型丝素蛋白羟基磷灰石载体结合BMP-2，能显著促进兔桡骨骨缺损的治疗效果，结成健康的新骨组织，此种载体在骨缺损修复领域中应具有良好的前景。