多孔纯钛种植体表面bmp-2基因薄层的组装、性能和生物学评价

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1、浙江大学博士学位论文多孔纯钛种植体表面BMP--2基因薄层的组装、性能和生物学评价姓名：江巧红申请学位级别：博士专业：口腔临床医学指导教师：赵士芳；何福明20120529浙江大学博上学位论文中文摘要多孔纯钛种植体表面BMP．2基因薄层的组装、性能和生物学评价浙江大学医学院口腔临床医学2009年秋季博士研究生江巧红导烯赵士芳教授何福明副主任医师中文摘要钛金属种植体与周围骨组织之间的快速牢固结合是口腔种植手术面临的一个关键性难题。如将治疗基因固定在纯钛或钛合金材料的表面，可以改善种植体表面特征，提高材料表面的生物活性，促进种植体与骨组织之间早期达到骨性结合．

2、本研究旨在应用基因治疗技术和层层自组装技术在多孔纯钛表面组装上BMP-2基因薄层，对改性后的表面进行表征以及对体内外生物学效应进行评价。首先将纯钛表面打磨抛光及喷砂酸蚀，形成多孔状结构。研究表明该钛片表面带负电荷，将钛片浸没于壳聚糖溶液中(5mg／ml，PH=2．8，带正电荷)20分钟，使钛片表面均匀的带上一层正电荷。接着分别以透明质酸钠溶液(o．5mg／ml，PH=7．2，带负电荷)和阳离子脂质体／pEGFP．Cl_BMP．2质粒复合物溶液(带正电荷)充当聚电解质，通过层层自组装方法将这两种聚电解质组装到多孔纯钛片表面。x射线光电子能谱仪分析发现涂层表

3、面氮元素的含量随着涂层的组装而升高。接触角实验显示涂层表面的可湿性随着钛片表面聚电解质组装层数的变化而出现有规律的变化。对pEGFP．C1．BMP．2质粒DNA荧光标记结果显示钛片表面质粒的量随着组装层数的增加而增加。以上结果证明质粒DNA被成功组装到了纯钛表面。细胞转染实验证明该基因涂层可以成功转染MC3T3．E1细胞并表达EGFP蛋白。lI浙江大学博士学位论文中文摘要接下来在含rllBMP．2基因涂层、去除基因质粒的涂层及空白对照组钛片上培养细胞Mc3T3．E1细胞，观察细胞在表面上的粘附，增殖及分化情况。在含基因涂层钛片表面上培养的细胞能够持续表达

4、分泌rhBMP一2蛋白达18天。生物学评价结果表明该表面明显促进了MC3T3．E1细胞的增殖及骨向分化，其中碱性磷酸酶和骨钙素的蛋白表达水平得到上调，而RT．PCR结果显示细胞在该基因涂层表面上培养12天后骨钙素mI矾A水平显著上调，而培养6天和12天后碱性磷酸酶和Osterix的mRNA水平也显著上调。最后，我们将组装了rhBMP-2基因涂层的种植体和空白组种植体同期植入12只bea酉e犬下颌骨中，分别于植入后4，8，12周处死，并进行扭力测试和硬组织切片观察。动物实验表明，基因涂层促进了动物体内的早期成骨，增加了种植体和骨组织之问的结合强度，特别是植

5、入8周后涂层组扭力值显著大于对照组。硬组织切片显示植入4周和8周后基因涂层使种植体螺纹内骨面积增加，但3个观察时间点均未有显著统计学差异。本研究探索了利用生物化学方法在钛种植材料表面构建生物活性基因涂层的可行性，基因涂层的构建在分子及细胞水平促进成骨细胞的成骨分化，并在一定程度上促进了骨整合，为钛种植体的表面改性和生物活性设计提供了一种新思路．关键词：重组人骨形成蛋白2，转染，种植，基因治疗，钛，层层自组装Ul塑!哒堂堡主兰垡堕壅茎塞塑壅Fabrication，characterization，andbiologicaIassessmentofmulti

6、layerrhBMP一2DNAcoatingsonsandblasteddualacidetchedtitaniumsuI’f．aceDepartIIlentofStomatologyPhDC锄didateSupen，isorsZheji锄gUIliverSity，SchoolofMedicineJiallgQiaohongPro￡ZhaoShif抽gaSsociateclliefphysici孤HeFumingAbStractAchievingossecIintegration(蛐lefixationbybone南珊ationdirectlyontot

7、hcimplallt咖髓ce)isam苟0r90al0f洫lplamology．AnewstrategyhasbeendeVelopedwhichcoattitaIli啪surf．aces谢t11multilayergeIlecoatiI培stoachieveosseointe鲥tioll．111eobjectiveofthis咖dywaSt0eval咖mee行ectofmeBMP．2g锄ecoatingsurfaceonceUviabil时，proliferatioll，ALPactiVit)r，OCsec觚on锄dcalciunldeposition

8、切订肋，alldals0peri．iInpl锄tbonef0咖ationando