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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# z6 K4 j" Y9 P1 n) a# I. p) P陈发明1, 吴织芬1, 金岩2, 王勤涛1, 杜岩1, 王国芳1
. M$ U7 i% G7 _  U/ f(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)
8 L/ |" j8 h. }. Y[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
- v7 l1 ]6 |+ v" _' c(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-+ Z( @$ M4 A, J+ v3 K8 W
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 A& k) ]( e8 w2 s1 c/ L, W! G1 d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
: S$ m) J: K  p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: @& ~4 N% X5 W+ e+ ~; Q
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6 V1 a. ^9 n; V6 z3 A1 J
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( e6 M% M! g6 g- e
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%
; Y2 g4 k/ v/ ]; p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. c, w( L2 W' ~. C# D( |8 O8 B/ w
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 O6 A$ Z& W: \3 y1 n# B& L/ h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
9 N2 K: |% A4 b, `4 q8 z/ grhBMP2 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( Y; C* t& Z, O. X; E9 T; [
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rhBMP2-9 I' b" V2 P- H9 f
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( ]! P' m+ N% I+ \! q+ m
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。7 N8 e& t/ C1 G' k- b
[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- c0 }* y$ o  ?- O* D
[中图分类号] R318.08 [文献标识码] A
7 W( t4 {9 T2 O$ j+ aPr epar ation and proper ty of r ecombinant human bone morphogenetic protein - 2 loaded hydrogel nanospher es6 u" X; g6 b9 z5 x
and their biological effects on the prolifer ation and differ entiation of bone mesenchymal stem cells CHEN Fa -
4 e$ Y7 o* Z. {) @' mming1, WU Zhi - fen1, JIN Yan2, Wang Qin - tao1, DU Yan1, WANG Guo- fang1. (1. Department of Periodontology and
' `1 a, p( G% j% j" }) C5 AMucosal Diseases, 2. Department of Tissue Engineering Center, College of Stomatology, Forth Military Medical University.- u) U% x0 `. h0 ^1 U
Xi'an 710032, Shanxi Province, China )0 z7 t0 D9 f4 n' l" [7 D
[Abstr act] PURPOSE: To prepare and study the recombinant human bone morphogenetic protein- 2 loaded dextranbased  l) W! L: D: S2 e
hydrogel nanospheres (rhBMP2- dex- NPs) sustained release system, and to evaluate its biological effects on cultured
; j3 b! X  F4 E* E9 Xrabbit bone mesenchymal stem cells(BMSCs) . METHODS: The rhBMP2- dex- NPs were prepared by improved emulsion
& i7 V  y# @0 U5 Rpolymerization method. Their morphology, size and size distribution, encapsulated ratio and stability were assessed by
3 v$ g( c% ]. G. [7 `& v, Oroutine procedure. Dynamic dialysis method was used to determine the release characteristics of rhBMP2- dex- NPs in vitro.
0 U% a5 `! ?( _1 i) Z0 ^/ |* I' ICell culture technique and MTT colorimetric assay were used to evaluate the proliferation and differentiation of the) @8 l! M0 T# y
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