《鈦種植體表面TiO2納米管控釋rhBMP-2的研究》是依託上海交通大學，由張富強擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鈦種植體表面TiO2納米管控釋rhBMP-2的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張富強
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
完善的骨整合是臨床種植義齒修復成功的保證，種植體表面改性及成骨生長因子的局部套用是提高骨整合的重要策略。本項目擬在鈦種植體表面製備新型的TiO2納米管陣列,並以之作為藥物載體，有效控制重組人骨形成蛋白-2（rhBMP-2），在種植體周圍緩慢釋放，以促進種植體在體內的骨整合。研究首先最佳化填充rhBMP-2的工藝條件並研究其在納米管中的藥動力學，探索該生長因子從TiO2納米管釋放的速率和持續時間等規律；體外培養成骨及骨髓基質細胞，觀察細胞在材料表面的黏附和成骨分化功能的變化；最後將載有rhBMP-2 TiO2納米管的種植體植入動物體內，採用組織學、生物力學以及放射性計數等方法，觀察rhBMP-2體內緩釋規律和骨整合的效果。研究首次將TiO2納米管與rhBMP-2的控釋結合,體內外探索因子釋放的規律，有望成為更好的骨整合種植體系，具有良好的套用前景。
結題摘要
摘 要 背景：種植體周圍局部套用生長因子是一種行之有效的改善種植體周圍骨結合的手段，TiO2納米管陣列是鈦材料表面納米修飾之一，該氧化膜可以改善鈦種植材料的生物相容性和腐蝕性能。α-聚酯類乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）由聚乳酸和聚乙醇酸聚合而成，是一種可降解性的功能高分子有機化合物，具有良好生物相容性及成膜性，能夠成為構建有持續釋放能力的藥物輸送系統的理想載體材料。本課題的研究目的是利用陽極氧化法在鈦種植體表面製備TiO2納米管陣列並在其表面複合PLGA塗層，以此作為成骨生長因子的緩釋體系。探索該系統的緩釋規律和體外條件下對成骨細胞行為的影響規律，並對該系統在體內促進種植體骨整合的效果進行評價，為研發一種性能優異的新型種植系統提供實驗依據。 研究內容：1. 採用陽極氧化法製備TiO2納米管陣列，並使用真空凍乾法填充重組骨形成蛋白-2（Recombinant Human Bone Morphogenic Protein，rhBMP-2）生長因子後，在表面沉積PLGA納米膜。採用掃描電鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）對該材料進行表征，並進行ELISA法檢測其在體外環境下的藥動力學釋放速率。2. 成骨細胞接種到該材料表面，使用SEM、MTT和鹼性磷酸酶活性測試等指標檢測成骨細胞在該材料表面的行為變化。3. 將該修飾方法套用到純鈦螺紋釘表面，將其植入健康成年紐西蘭大白兔脛骨體內，在植入4周和12周后，常規處死實驗動物，每個時間點每組12例，進行取材並進行評估。 研究結果：1. 當PLGA溶液濃度為1%、3%、10%（w/v）時，能夠在TiO2納米管層表面沉積成厚度為50 nm、200 nm、800 nm的PLGA膜，其中200 nm厚度的PLGA膜能夠在4周的時間內持續釋放rhBMP-2。2. 體外實驗中，PLGA膜/TiO2納米管生長因子緩釋系統能夠較好地促進MC3T3-E1前成骨細胞的早期黏附，並能夠在後期加速MC3T3-E1前成骨細胞的成骨過程。3. 在體內實驗中，PLGA膜/TiO2納米管生長因子緩釋系統有在實驗動物體內較長時間促進成骨的能力。 研究結論及意義：PLGA膜/TiO2納米管生長因子緩釋系統能夠有效地緩釋成骨生長因子rhBMP-2，該緩釋系統能夠在體外促進成骨細胞的粘附和成骨功能，在體內促進骨整合。該材料能夠作為一種良好的種植體表面處理
