rhBMP2 纳米缓释系统的制备及其对骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响

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rhBMP2 纳米缓释系统的制备及其对骨髓间充质干细胞增殖和分化的影响
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陈发明1, 吴织芬1, 金岩2, 王勤涛1, 杜岩1, 王国芳1' V% ^: ^$ K  v6 q! k
(1.第四军医大学口腔医学院牙周黏膜病科, 2.组织工程中心, 陕西西安710032)
9 I$ g4 Q& ^3 w8 G6 e  Q& x[摘要] 目的: 制备甲基丙烯酸缩水甘油酯右旋糖酐( dex- GMA) 载重组人骨形态发生蛋白2 (rhBMP2)凝胶纳米微球6 N( E; @2 n+ j9 W% S  z  V7 e: Y* c- m0 {
(NPs) 缓释系统, 检测其理化及生物学特性。方法: 采用改良乳化溶液聚合法, 制备rhBMP2 纳米微球( rhBMP2- dex-* ?0 p! Z. K7 f* A2 P1 B9 X! C
NPs) ; 观察其形态、粒径与稳定性, 检测其载药、释药特征; 采用体外细胞培养技术, 将rhBMP2- dex- NPs 和兔骨髓间
5 J$ R6 c9 e1 ?& q1 T) z" h3 z. v充质干细胞一起培养, MTT 法检测其对细胞增殖状况的影响, 碱性磷酸酶(ALP)检测试剂盒检测细胞ALP 活性, 以
8 k* L( f) Y8 d反应rhBMP2- dex- NPs 对其分化状况的影响, 并与单纯rhBMP2 的作用进行比较; 实验按照培养液中所含成分不同分2 e; w! r: \4 r3 r) \& h: e
为4 组: 培养液中加入单纯rhBMP2(A 组) 、加入rhBMP2- dex- NPs(B 组) 、加入空白NPs(C 组) 和对照组(D 组) , 其中8 h; W/ R4 A3 a% B" `
A、B 2 组均分别按照rhBMP2 的不同量设置100 μg/L、200 μg/L、400 μg/L 3 个浓度组, 采用SPSS 10.0 对结果进行统
7 [  w# O( r! P- W/ d, H& P& d7 b计学分析。结果: rhBMP2- dex- NPs 大小均匀, 粒径分析表明, 80%的纳米球粒径在20nm 左右, 包封率高达83%, 80%. i' K3 M# k/ I9 q5 r' u' w
的rhBMP2 在前12d 释放; 其具有良好的生物学活性, 能显著促进骨髓间充质干细胞(BMSCs) 的增殖和分化, 效应高7 C6 }' F  ~0 [! f  r7 N1 `% \
于单纯施加rhBMP2 的效应(P<0.01)。rhBMP2- dex- NPs 与BMSCs 共培养3d 内, 反应BMSCs 增殖和分化的OD 值与A
" \- U/ r8 r# G' J& Y组无显著差异( P>0.05) , 但显著高于C、D 组(P<0.01); 3d 后, rhBMP2- dex- NPs 对细胞增殖和分化的促进作用较单纯+ A( F/ x) H, }& K- f
rhBMP2 明显加快; 5～7d 后, A、B 组差异具有显著性( P<0.01) ; 12d 左右, B 组细胞仍然有较强的增殖与分化能力, 与! J  t1 T0 g+ q  }$ p
其他3 组有非常显著差异( P<0.001) , 而此时A、C、D 组间差异已无统计学意义( P>0.05) 。结论: 所制备的rhBMP2-
+ R5 u8 t; d- a  V$ mdex- NPs 形态良好、包封率高, 理化与生物学性能稳定, 可以达到对生长因子的良好缓释, 比单纯rhBMP2 对BMSCs
( ~1 [# T" t2 f, ]3 g0 ]有更为明显的生物学效应, 可以持续促进其增殖与分化达10d 以上, 在组织工程领域有着广阔的应用前景。
# M( ?: |% j8 j* U- I: u[关键词] 骨形态发生蛋白; 右旋糖酐; 纳米微球; 缓释; 骨髓间充质干细胞
9 ]7 e2 L: L5 E- K" n9 Y0 I8 o[中图分类号] R318.08 [文献标识码] A
5 G/ P9 G8 D6 b" L; Y0 |4 H. j; WPr epar ation and proper ty of r ecombinant human bone morphogenetic protein - 2 loaded hydrogel nanospher es
2 H; S" d  V+ d  Oand their biological effects on the prolifer ation and differ entiation of bone mesenchymal stem cells CHEN Fa -
) m9 y) x# i8 |& [% j2 Nming1, WU Zhi - fen1, JIN Yan2, Wang Qin - tao1, DU Yan1, WANG Guo- fang1. (1. Department of Periodontology and- Z/ h! V3 c/ c( J% O( p
Mucosal Diseases, 2. Department of Tissue Engineering Center, College of Stomatology, Forth Military Medical University.# B! S' `! e( z: ^
Xi'an 710032, Shanxi Province, China )3 w' m+ F( S: o8 k( k
[Abstr act] PURPOSE: To prepare and study the recombinant human bone morphogenetic protein- 2 loaded dextranbased
' E: N" Q0 u, _, Y+ Yhydrogel nanospheres (rhBMP2- dex- NPs) sustained release system, and to evaluate its biological effects on cultured
7 u( ]' t; S/ m9 h$ D( K( i7 q. ?# yrabbit bone mesenchymal stem cells(BMSCs) . METHODS: The rhBMP2- dex- NPs were prepared by improved emulsion
  y7 ?; M. G1 a! s* V, Gpolymerization method. Their morphology, size and size distribution, encapsulated ratio and stability were assessed by
0 ^+ l' x8 m2 H) R/ l  O7 Z* Hroutine procedure. Dynamic dialysis method was used to determine the release characteristics of rhBMP2- dex- NPs in vitro.
) W( P& A" N' E2 J; B. K2 ~1 g$ e8 rCell culture technique and MTT colorimetric assay were used to evaluate the proliferation and differentiation of the6 Q. m8 J/ `/ i3 e2 `: d  o6 u
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