rgd短肽修饰壳聚糖作为钛表面hbmp--2cdna基因载体表达效率的研究

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1、南方医科大学2014级博士学位论文RGD短肽修饰壳聚糖作为钛表面hBⅧ一2cDNA基因载体表达效率的研究ExperimentalstudyonchitosanmodifiedbyRGDpeptideashBMP．2cDNAcarrieroftitaniumsurface课题来源：2011年国家自然科学基金：基主基因层面的钛种植体活性生物叠面设盐与验证81170997学位申请人导师姓名专业名称培养类型培养层次所在学院张迪蔡德鸿教授章锦才教授临床医学在职博士博士研究生研究生学院2014年5月13日广州博士学位论文⋯㈣㈣洲㈣Ⅲ洲⋯Ⅲ

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6、ⅢY2618019RGD短肽修饰壳

7、聚糖作为钛表面hBMP一2cDNA基因载体表达效率的研究博士研究生：张迪指导老师：医壅垂圈章锦才教授刘长虹教授摘要随着社会经济发展、人民生活水平提高以及口腔修复意识的进步，越来越多牙列缺损或牙列缺失的患者选择种植义齿修复缺失牙。种植义齿成功关键在于种植体植入后与骨形成良好的骨整合。20世纪60年代Branem破教授创立的骨结合理论奠定了现代口腔种植学的生物学基础，骨结合理论是指：有生命的骨组织(bone)与种植体(iInplant)之间的直接结合，无纤维组织围绕种植体，这种结合必须而且能够承受负重【1I。目前口腔种植体常用的材料主要是纯钛、钛合金以及一些复合材料。纯金属

8、钛具有质轻，对震动减幅力大，低弹性模量等优点，同时具有较高的硬度、极限抗拉(张)强度、屈服强度、疲劳强度以及抗腐蚀性疲劳极限等特点，因此纯钛种植体的应用比较广泛【2】。不仅如此，由于钛及钛合金具有优点，近年来，钛合金在骨科临床方面得到了广泛的应用【3巧】。已成为口腔医学及矫形外科领域广泛应用的材料。但不足之处是钛属于生物惰性材料，在临床应用中所需愈合时间较长，且植入机体后组织反应表现为非特异性和随机性【6J。因此，努力探索新的种植体表摘要面改性方法获得新型的种植体，在保证高种植成功率的同时显著缩短种植体与牙槽骨发生骨整合的时间，减轻患者的痛苦，不仅有较大的科学意义而且有

9、实际的临床应用前景。在近二十年的研究当中，钛表面处理方法，诱导成骨因子，成骨因子相关基因以及包裹基因的载体，载体的修饰，构建成功的复合体与钛表面的结合方法这几个方面成为了研究的热点与重点。大量的研究【_7‘10】表明，经过物理化学处理后的钛基种植体的初期稳定性和长期成功率都明显高于没有进行表面粗化处理的种植体。原因可能有两方面，一是经过物理化学处理后的种植体表面的无机成分可能有利于成骨细胞的粘附、增殖和分化，从而促进骨整合；二是粗化表面大大增加了种植体的表面积，提高机械嵌合力，增加种植体的初期稳定性。随着研究的深入，将功能明确的活性物质引入种植体表面的生物化学改性研究已

10、逐渐成为种植体研究的热点【111。相对于其他物理化学方法，这种方法直接利用对成骨细胞的功能表达有促进作用的活性分子来影响组织反应，促进新骨形成因而这种方法较传统的物理化学方法更为直接有效，有望获得比无机表面的种植体更快的骨整合速度【l21。研究显示功能性蛋白(纤维粘连蛋白、骨形态发生蛋白、细胞粘附短肽RGD等)可以被引入到种植体表面【l引。其中hBMP2是已知的具有强成骨诱导能力的一类生长因子【14】。hBMP2作为骨生长促进因子，广泛存在于人的硬组织中，主要分布在具有成骨倾向的细胞浆中，包括成骨、成釉及成牙本质细胞和成软骨细胞等，具有诱导成骨作用，能够诱发未分化的间充

11、质细胞转化为成骨细胞，hBMP2在可以克隆的7个hBMP成员基因中诱导骨形成活性最强【l51。但单纯的11BMP2在体内代谢较快，难以形成持续作用，且蛋白本身仍较基因体积大，影响种植体表面厚度。由此可见，选择一种合适的载体有效而可控的将活性分子基因引入到种植体表面并保持其良好的生物活性；同时控制种植体表面活性分子的释放，使其在合适的时间段对细胞增殖分化和组织重构保持合适的浓度，是我们应该关注的种植体表面生物活性化的根本问题。II博士学位论文基因载体可分为病毒载体和非病毒载体，病毒类载体有较高的转染效率，但具有一些安全性问题，如病毒重组、免疫原性等，因此利用非病毒载体系统

12、携带靶基因进行基因治疗较病毒类载体更为安全【l6

13、。在众多非病毒载体系统中，阳离子聚合物是一种非常有前景的载体【l71。壳聚糖是存在于自然界中的唯一一种带阳离子的能生物降解的纳米粒载体材料，具有良好的生物相容性、可降解性和粘膜粘附性，特别适合包载蛋白质、多肽、疫苗和基因等生物活性大分子【l引。现壳聚糖主要作为代替脂质体及病毒类载体作为药物、蛋白、基因等的载体被人们广泛研究。壳聚糖可以通过分子表面的正电荷与带负电荷的DNA相结合，阻止DNA酶(DNaseI)对DNA的降解，有效浓缩DN“19J，此外还具有黏附作用强、毒副作用小、来源丰富、价