基于骨微环境设计的血液来源蛋白水凝胶促骨再生研究
由衰老、创伤和各种疾病引起的骨缺损一直是临床比较上常见的疾患。目前骨缺损治疗的金标准是自体骨移植，因为自体骨具有高免疫相容性和良好的骨传导活性。然而，用于骨修复的自体骨来源有限以及供区存在继发感染的风险导致其应用受到了一定限制。随着骨组织工程研究的发展，通过调节骨缺损区域的微环境促进骨再生已经成为研究的热门方向。骨微环境的调节是骨组织工程研究的重要组成部分，也是合理设计高效骨再生材料的依据。对骨微环境调节骨再生机制的研究也将进一步推动组织工程技术的进步。理想的骨再生材料应该具备多重调节骨微环境的特点，以实现良好的治疗效果。 近年来，自体血液来源的蛋白水凝胶，包括富血小板血浆（PRP）、富血小板纤维蛋白（PRF）、以及浓缩生长因子（CGF）被口腔外科医学领域以及口腔种植医学领域广泛应用，并取得了非常好的治疗效果。其中，可注射富血小板纤维蛋白（i-PRF）是一种新型的不含添加剂的血小板浓缩物，可在凝胶形成过程之前注射，对骨再生有积极作用。然而，i-PRF由于其较差的机械强度、生长因子前期释放过快以及不理想的免疫调节能力，使其成骨效果仍远不能令人满意。因此，开发一种具有高效骨再生的血液来源蛋白水凝胶是很有必要的。 目的： 通过将研磨碎的聚多巴胺（PDA）涂层的聚己内酯（PCL）/纳米羟基磷灰石（nHA）电纺纤维与未开始凝固的i-PRF混合，制备PnP-iPRF复合凝胶。通过体内以及体外实验分别评估所制备的复合水凝胶通过调节骨微环境以实现骨缺损的治疗效果。 方法： 1.通过电纺丝原理、聚多巴胺涂层等方法制备PCL/nHA/PDA纳米纤维。 2.收集人静脉血液5ml，通过离心的方法制备i-PRF。 3.通过扫描电子显微镜（SEM）、万能力学试验机、流变测试、X射线衍射图（XRD）、X射线光电子光谱学（XPS）、接触角测试、傅立叶红外光谱（FTIR）等方法对电纺纤维以及复合凝胶进行表征。 4.通过体外实验（CCK-8）、体内试验（大鼠主要脏器Hamp;E染色）证实复合凝胶良好的生物相容性。 5.通过酶联免疫吸附试验（ELISA）、荧光实时定量PCR技术（qRT-PCR）验证PnP-iPRF相较于i-PRF的生长因子释放情况及其对成骨诱导分化的能力。 6.通过将间充质干细胞分别接种在PnP-iPRF以及i-PRF上验证刚度对BMSCs成骨分化的影响。 7.通过免疫荧光以及qRT-PCR验证在体外模拟体内环境下PnP-iPRF降解过程中对免疫微环境的调节作用。 8.通过大鼠体内实验评估PnP-iPRF应用于骨缺损的治疗效果。 结果： 1.PCL/nHA/PDA（PnP NFs）均匀分散在i-PRF内。并证实PnP-iPRF拥有更高的机械强度。 2.CCK-8以及大鼠脏器Hamp;E染色证实复合凝胶具有良好的生物相容性。 3.ELISA以及qRT-PCR实验证实PnP-iPRF生长因子释放更持久，长期诱导成骨分化能力强于i-PRF。 4.通过验证YAP介导的机械刺激相关信号通路蛋白表达证实较高机械强度的PnP-iPRF成骨相关基因表达高于i-PRF组。 5.PnP-iPRF在降解过程中可以持续促进巨噬细胞M2极化，并间接诱导间充质干细胞成骨分化。 6.体内试验证实PnP-iPRF成骨效果相较于i-PRF有了大幅提升，并可以调节骨缺损区域的免疫微环境。 结论： 通过使研磨碎的PnP NFs均匀均匀分散在i-PRF中制备了PnP-iPRF复合凝胶，PnP-iPRF相比于i-PRF有着更持久的生长因子释放、更高的机械强度以及更好的免疫调节能力。通过开发这种对骨缺损微环境具有多重调节作用的水凝胶，为使用血液来源蛋白水凝胶应用于骨缺损的修复提供了新的思路。
血液来源蛋白水凝胶;骨微环境;促骨再生;调节机制
吉林大学
硕士
口腔临床医学
李道伟
2023
中文
R318.08
2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）