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负载淫羊藿苷 (Icariin) 和 BMP2 的多级微纳复合体系对骨缺损修复的研究

 

Authors Wang Q, Cao L, Liu Y, Zheng A, Wu J, Jiang X, Ji P

Received 6 May 2017

Accepted for publication 6 September 2017

Published 19 October 2017 Volume 2017:12 Pages 7721—7735

DOI https://doi.org/10.2147/IJN.S141052

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Editor who approved publication: Dr Lei Yang

摘要:骨形态发生蛋白 2BMP2)是一种具有良好的骨诱导活性与成骨特性的生长因子,然而,由于其高剂量的应用有潜在的风险和副作用,需要予以改进以更有效的使用 BMP2 并拓展其临床应用。在本研究中,淫羊藿苷(IC),作为一种中药首次成为 BMP2 的协同合作因子被提出。在碱性磷酸酶(ALP)的活性检测中,当 BMP2 在 0.8 µg/mL 浓度条件下,IC 在 38.4 mM 时,ALP 的活性表现出了显著的增强。此外,本研究合成了由丝素蛋白(SF)支架和 SBA15 介孔材料复合组成的多级微纳结构支架(SF/SBA15),并通过一系列材料表征和实验显示出其良好的物理性能和细胞生物相容性。在降解实验中,此复合支架的重量在 10 天减少了 12%,其微观结构仅有较小的变化。生物活性因子 BMP2 和 IC 被分别负载到复合支架(SF/SBA15)的 SF 和 SBA15 的结构上,形成载有生物活性因子的多级微纳复合体系(SFBMP2/SBA15IC)。在这个复合体系的缓释实验中,BMP2 在初始的 24 h 有 60.9±0.9% 的突释,然后在接下来的 天时间里逐渐缓释,达到 97.9±0.8% 的量,IC 在初始的 24 h 有 64.2±0.7% 的突释,然后在接下来的 10 天里逐渐缓释,达到 92.4±0.8% 的量。随着 BMP2 和 IC 的局部保留时间延长,其生物有效性和相互之间的协同作用也得到了延长,在体外矿化实验中,复合体系(SFBMP2/SBA15IC)就比其他负载体系表现出了更良好的成骨分化活性。最后,在实时定量荧光 PCR 实验中,当复合体系(SFBMP2/SBA15IC)与大鼠骨髓间充质干细胞BMSCs进行共培养并测量细胞的 RUNX2 ALP COL I  和 OCN  的基因表达水平时,其平均水平均明显高于其他负载方式的复合支架。本研究表明载生物活性因子的多级微纳复合体系能有效的确保生物活性因子之间的协同成骨作用,是骨组织工程的有力的保证。
关键词:协同作用;多层级结构;控释;多孔支架;介孔;生长因子