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

明日帝国

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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, x9 C' k0 `3 G; p  E陈发明1, 吴织芬1, 金岩2, 王勤涛1, 杜岩1, 王国芳1
3 [( G+ H) R% o" ?/ l0 j- ?+ R2 W(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)0 H% Y1 ^$ f1 I$ a  w( C; G% e
[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
4 @$ R. p* Z6 S  o' ^(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-
. I! G) K' {9 C8 c: INPs) ; 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9 t2 `7 p& t  E+ ^
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
9 |# ?8 ^) F0 P: b2 H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
' I% K" u% s4 H3 ]+ n- {- O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, u2 W; E. g6 p1 d, T7 j) n# t
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
3 L) r/ q& r7 a) b/ N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%# Q0 l( D6 T8 M8 l7 z# y
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
+ B1 x% I5 U: G+ |* x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
5 O. T# T! N, I% ]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# x3 }% _2 ~8 x6 c3 w- D
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
! _! X* |# e0 u6 D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-$ `/ ?/ _- T- F" P, l* O
dex- 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
  e5 M1 `$ ?, ^- W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。
; i5 q  ~8 r& }8 X[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
7 {- z3 n+ z" p[中图分类号] R318.08 [文献标识码] A
0 U) J# F9 M6 D% w% o8 nPr epar ation and proper ty of r ecombinant human bone morphogenetic protein - 2 loaded hydrogel nanospher es/ N4 Z+ W/ x* F: {1 @. Z
and their biological effects on the prolifer ation and differ entiation of bone mesenchymal stem cells CHEN Fa -  A. I4 r$ F1 ~- O0 X" ~4 c* A
ming1, WU Zhi - fen1, JIN Yan2, Wang Qin - tao1, DU Yan1, WANG Guo- fang1. (1. Department of Periodontology and$ s! W' V9 q5 F. c! D5 ]) ^
Mucosal Diseases, 2. Department of Tissue Engineering Center, College of Stomatology, Forth Military Medical University.
# _: g: Z! M3 L9 i2 r0 IXi'an 710032, Shanxi Province, China )+ c8 a/ e! p6 Q3 ]- `/ R! e
[Abstr act] PURPOSE: To prepare and study the recombinant human bone morphogenetic protein- 2 loaded dextranbased
% X6 ^9 W4 |* B# e3 Uhydrogel nanospheres (rhBMP2- dex- NPs) sustained release system, and to evaluate its biological effects on cultured8 z! _1 Y8 O. F( m+ [+ I
rabbit bone mesenchymal stem cells(BMSCs) . METHODS: The rhBMP2- dex- NPs were prepared by improved emulsion* |* l2 Q, q' Y2 T
polymerization method. Their morphology, size and size distribution, encapsulated ratio and stability were assessed by
% N% C$ V2 r3 \! T$ s$ B% vroutine procedure. Dynamic dialysis method was used to determine the release characteristics of rhBMP2- dex- NPs in vitro.
6 B6 V3 H* M5 `' M# q7 N' y+ ~; xCell culture technique and MTT colorimetric assay were used to evaluate the proliferation and differentiation of the
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