科研成果

上海光源X射线成像线站用户成果发表在Biomaterials(111130)

发布日期:2011-11-30 【字号:

华东理工大学刘昌胜、魏杰研究组与上海光源X射线成像线站(BL13W1)密切合作,开展了复合基因重组人骨形态发生蛋白的掺杂钙镁介孔硅支架的成骨作用的研究。成果发表在Biomaterials(2011,32:8506-8517)。

近年来具有连通孔隙结构的合成三维支架已应用于骨再生,并获得显著的关注。基因重组人骨形态发生蛋白(rhBMP-2)已被FDA批准应用于临床,并获得一些成功的骨修复案例。因而,当务之急是要制备一个更有效的载送系统,来提供增强骨长入的基质,从而实现在骨科愈合中与自体骨移植具有相同效果的BMP治疗。为了研究开发在骨移植材料基础上复合生长因子的载体系统的可能性,并以骨诱导的方式提供增强的新骨形成,因此合成了掺杂钙镁的介孔硅支架(CMMS),并与rhBMP-2复合,同时评价其体外生物活性和生物降解性。

为了量化地研究活检标本植入兔股骨缺损3个月后成骨作用对骨微观结构的影响和支架降解,本研究使用基于上海光源同步辐射显微断层扫描(SRμCT)的组织形态学定量分析。与传统的骨形态计量学相比,SRμCT提供更高的空间分辨率和对比度,有利于更准确的区分新生骨和剩余的骨修复材料。

在植入手术完成4周与12周后,对实验兔进行SRμCT分析,以评估复合rhBMP-2的CMMS体内骨诱导性能。缺损部位的再生骨量和骨矿物密度被用来精确地评价骨缺损的修复情况。CMMS/rhBMP-2及CMMS支架均比致密材料或空白对照组含有更高的骨量,此外复合rhBMP-2的CMMS支架在4周、12周时比单纯CMMS支架含有更高的骨量。两种支架在4周时显示出比致密材料或空白对照组更高的骨矿物密度值,而12周时仅CMMS/rhBMP-2支架的骨矿物密度值显著高于致密材料或空白对照组。

以上结果表明研究所合成的分层宏观/介孔结构的可生物降解CMMS支架在复合rhBMP-2后在兔股骨空洞缺损模型中显著促进骨修复,从而可能适用于大段骨缺损情况下的骨组织修复临床应用。

兔股骨上产生空洞缺损后4周及12周的三维SRμCT重建图形

 

(上海光源信息员汪蕾提供)