bmp-2活性肽2fⅰ型胶原2f煅烧骨复合材料修复兔桡骨缺损的实验分析

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1、华中科技大学硕士学位论文materialofsinteredbovinecancellousboneisamoreidealbiomaterialforrepairingbonedefect.Keywords:Sinteredbovinebone;BMP2-derivedpeptide;TypeIcollagen;Hydroxyapatitecrystals5独创性声明本人郑重声明，本学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果的总结。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包

2、含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本人将承担本声明引起的一切法律后果。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在___

3、__年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文BMP2活性肽／I型胶原／煅烧骨复合材料修复兔桡骨缺损的实验研究华中科技大学同济医学院附属协和医院骨外科硕士研究生：李景峰指导教师：郑启新教授前言生物医学材料经过多年的应用与研究，已经由最初的天然材料和生物惰性材料发展到人工合成材料和生物活性材料的阶段，生物材料的功能也从仅仅满足所替代组织物理特性的阶段发展到具有促进组织替代作用并可以携带生物学信

4、息[1，2，3]的阶段。在骨组织爬行替代过程中，骨移植物起着骨传导的作用，这就要求所用的修复支架材料不仅具有良好的生物相容性，同时还应具有多孔的三维立体结构，一定的力学强度以及优良的材料-细胞界面，有利于细胞的粘附、增殖，并能增强细胞特异性基因的表达，促进成骨细胞的分化成熟。大量的动物实验已[4，5]经证明，在恰当的支架材料上复合生长因子，有助于骨缺损的修复，是骨组织工程学发展的方向之一。研制具有特定结构的载生长因子基质材料是当前骨组织工程学和药物缓释[6，7]应用研究中亟待解决的关键问题之一。

5、从材料科学角度讲，煅烧牛松质骨材料通过高温煅烧完全去除了免疫原性，是一种具有一定的强度，合适的孔径，微孔互相连通，有可靠的生物安全性的支架材料。它可以为细胞的黏附与增殖提供了三维空间，并可在一定时间内保持满意的强度，降解后离解成钙离子和磷酸根离子，这些离子可以参加局部新骨的形成,有利于骨缺损修复。骨形态发生蛋白(BMPs)是目前唯一能诱导异位成骨的细胞因子，其中BMP2诱导骨髓基质干细胞(BMSC)向成骨方向定向分化的能力最强。根据BMP2氨基酸序列中诱导成骨的核心功能区，合成了一种含24个氨基

6、酸BMP2活性肽P24，发现其6华中科技大学硕士学位论文[8]和BMP2一样具有生物学活性，能诱导BMSC向成骨方向定向分化，并呈剂量和时间依赖性，但如何使其持续高效发挥成骨作用一直是骨组织工程研究的一个难点。煅烧牛松质骨具有良好的组织相容性和可靠的生物安全性，孔隙率高有利于[9]成骨细胞的长入和分化，是一种理想的生物支架材料。BMP2活性多肽是根据天然BMP2具有诱导成骨功能的核心功能区设计合成的含24个氨基酸的寡肽，它包含磷酸化的丝氨酸以及天冬氨酸,能够极好地模拟天然骨基质的促发及指导矿化的

7、功能,在局部形成偏酸的环境,促进局部的钙磷沉积、成核和生物自组装矿[10，11]化。I型胶原是骨组织细胞外基质的主要成分，可为成骨细胞提供支架，有[12]利于成骨细胞和血管的迁移、长入。I型胶原作为骨组织工程支架与煅烧骨材料复合后生物活性增强，可以诱导成骨细胞的迁移和分化。因胶原可为成骨细胞提供支架和促进基质矿化、钙盐沉积，相关实验表明I型胶原与煅烧骨复合后，孔隙率高,结构合理，和单纯的煅烧骨相比更有利于成骨细胞的吸附与爬行修复。通过将BMP2活性多肽与I型胶原复合到煅烧牛松质骨上，同时以I型胶

8、原复合煅烧牛松质骨作为对照，初步观察了BMP2活性多肽与I型胶原复合煅烧骨支架材料生成羟基磷灰石结晶的作用与骨髓基质干细胞复合培养情况，为扩大BMP2活性多肽和煅烧骨在骨缺损修复材料中的应用提供实验依据。为了优化载体作用，本实验选取了煅烧骨和I型胶原复合物作为BMP2活性多肽的载体，将三组材料分别植入兔桡骨缺损，观察三者修复骨缺损的能力。7华中科技大学硕士学位论文材料与方法1.主要仪器和试剂马弗炉（上海图灵仪表有限公司）；I型胶原（SigmaC9879）；真空干燥箱（上海索谱仪器有限公司）；冷冻