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先天性畸形、肿瘤、以及外伤等因素造成的颌骨缺损修复一直是困扰口腔颌面外科医生的一个难题。颌骨缺损一方面造成患者咀嚼、发音等功能障碍,另一方面造成美观问题,加重患者的心理负担。随着社会的发展和进步,交通事故的发生机率也越来越大,颌骨缺损的发生率日益增高。因此,探索更好的骨缺损修复方法是临床研究的热点之一。颌骨的缺损修复与全身其他部位骨缺损修复相比具有独特性:固定和复位的要求更加严格;在复位固定后,进食的限制也往往影响到骨缺损的愈合;必须在恢复咀嚼、发音等功能的基础上,同样满足患者对整体外观的要求。因此,临床上颌骨缺损修复必须要求严格的复位和固定,并力求骨缺损尽可能快的进行修复。组织工程化骨构建是未来解决有成骨活性的颌骨缺损修复的方向。已有研究在缺损区内植入含有诱导成骨能力的人重组骨形成蛋白-2(recombinant Human bonemorphogenetic protein-2,rhBMP-2)的可降解支架,没有很好解决rhBMP-2体内半衰期短,稳定性差,生物利用度低等缺点和支架材料亲和性和降解性问题。rhBMP-2为早期骨缺损修复启动因子,可促进软骨和骨形成,其表达方式为诱导和促进通过细胞核内相关基因的表达,从而诱导细胞分化。纳米技术是一门在纳米级下对物质进行制备,并与多个学科相互交叉发展的综合性科技体系和交叉学科。纳米微球被器官或者组织吸收,可以延长药效,提高利用度,可通过对包裹材料的调控从而实现体内的纳米微球缓释并靶向分布。基于以上分析,结合国内外研究进展,本课题采用改性后聚乳酸(polylacticacid,PLA)为包裹材料,制备rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球(rhBMP-2-mPEG-PLA-Ns)及mPEG-PLA-Ns纳米微球,探讨rhBMP-2缓释系统加速颌骨缺损修复的方法。rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球及mPEG-PLA-Ns胶体液分别制成凝胶,研究微球药物形态和粒径分布;载药量和包封率;体外缓释时间等。建立兔下颌骨缺损模型,分别通过HE染色,免疫组化检测增殖细胞核抗原(proliferating cell nuclear antigen,PCNA),观察不同周期下rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球和mPEG-PLA-Ns凝胶对颌骨缺损修复的疗效。实验方法和结果1、mPEG-PLA-Ns和rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球的制备和其物理、化学特性:mPEG-PLA纳米微球制备:Malvern激光粒度分布测试仪测定三组mPEG-PLA胶体平均粒径分别为160nm,158nm,169nm,达到实验要求。对rhBMP-2进行精密度、二氯甲烷和丙酮混合物中稳定性测定,证实rhBMP-2精密度和稳定性可靠。采用复乳-干燥法(w/o/w)将rhBMP-2和mPEG-PLA制备成mPEG-PLA-Ns和rhBMP-2mPEG-PLA纳米微球,通过透视电镜和Malvern激光粒度分布测试仪测定,显示微球的粒径为45~50nm,该纳米微球表面光滑圆整,球体大小均匀,粒径分布范围窄。通过处方优化采用1%乳糖作为支架剂,载药量和包封率研究显示rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球包封率和载药量分别为(78.2±1.81)%和[(2.24±0.24)×10-5]%,模拟体内环境研究表明,rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球在14d内,所释放出的rhBMP-2的浓度能够保持在一定的水平,并且能够持续释放rhBMP-2。rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球浓度平均为(74.53±5.16)ng/ml。以累积释放率和时间一起进行拟合,根据Higuichi方程, rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球的体外释放药物率,Q=26.7687t1/2-12.3283,r=0.9962。体外释放试验中,没有发现突释现象,24小时释放率为23.47%,微球在21天后释放度达78.56%。2、mPEG-PLA-Ns和rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球促进下颌骨缺损修复的动物实验:建立兔下颌骨缺损模型,随机分为3组,建立动物模型:空白组,单纯性mPEG-PLA纳米微球缓释凝胶组(对照组),rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球缓释凝胶组(实验组),在缺损区分别植入单纯性mPEG-PLA纳米缓释凝胶和改性后的rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球缓释凝胶,分别在术后1周,2周,4周处死动物。对骨缺损断端病理切片行HE染色观察。结果提示:与空白组和对照组相比,试验组术后1周有新生骨小梁形成;术后2周有较多编织骨形成,成熟度高;术后4周编织骨进一步增多、成熟、融合,可见大量新生血管和继发性骨痂形成,骨痂比例明显高于空白组和对照组。骨缺损断端影像学显示第1、2周,空白组可见缺损区域明显,对照组及实验组缺损区相对空白组愈合较好,经过4周后,空白组骨缺损区阴影仍然较大,未见明显新生骨形成;对照组骨缺损区阴影缩小,缺损区周围有新骨形成;实验组骨缺损区修复良好,骨缺损区阴影已不明显。骨缺损断端病理切片PCNA免疫组化研究结果证实,与空白组相比,实验组和对照组在1、2周PCNA阳性细胞增多(P<0.05)。结论:1、以mPEG-PLA为载体,采用复乳-干燥法(w/o/w)制备的mPEG-PLA-Ns和rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球达到纳米微球的各项理化性质的要求。2、rhBMP-2-mPEG-PLA纳米微球凝胶能够促进兔下颌骨骨缺损愈合,表明其在加速颌骨缺损修复上具有良好的临床应用前景。