VEGF165/BMP2修饰BMSCs对RBI早期种植体骨结合的实验研究

Radiation bone injury of the facial bones,particularly of the mandible, is a known serious complication of the therapeutic raidotherapy for head and neck cancer.RBI is painful, debilitating and frequently refractory to treatment.Because of the excision surgery and RBI, patients commonly feel it is a worse challenge to their well-being than their original malignancy which required the radiotherapy.However, bone tissue has been injured during the course of radiation treatment of tumors,which would influence blood circulation and bone regeneration.How to place implant ossteointegratedly in the early stage is a big problem for the restoration clinic.In order to improve micro-circulation and bone regeneration in the radiaton region,the research will make RBI model with Beagle dogs,place BMSCs modified by VEGF165 and BMP2 in the implant bed,and study expression of VEGF/BMP,character of osteoblast ,osteoclast and vascular endothelial cells, regeneration of blood vessels and bone through x-ray, histology and molecular biology.Through the study, we hope to find the foundation of gene therapy on RBI patients who are eager to fulfill restoration through dental implants, and make further probe into RBI mechanism.

头颈部恶性肿瘤术后放疗易引起放射性骨损伤（RBI），出现血运障碍、成骨能力下降，严重影响术后早期整形修复过程中种植体骨结合形成，寻找安全有效快速的修复治疗是困扰临床工作者的难题。本课题以改善放射区骨组织微循环和成骨能力为出发点，使用Beagle犬颌骨放射损伤RBI模型，通过研究血管内皮生长因子165（VEGF165）和骨形成蛋白-2（BMP－2）双基因共修饰的骨髓间充质干细胞（BMSCs）种植床内基因转染，从影像学、组织学、分子生物学等多角度探讨种植体周VEGF/BMP等多种细胞因子表达、成骨细胞、破骨细胞以及血管内皮细胞的活性、血管新生、骨质再生等情况。本研究结果不仅能为BMSCs的基因治疗和干细胞移植技术在促进RBI伴种植创伤性骨结合的应用方面提供重要的理论和实验依据，从而开发一种全新、有效的治疗途径；同时对进一步探讨RBI的发病机制及修复的基因调控和细胞效应机制具有重要的理论价值。

研究背景：. 头颈部恶性肿瘤约占恶性肿瘤的5%，目前主要治疗方式为手术切除和放化疗，这两种治疗方式易导致患者牙列缺损；在缺牙修复方式中，种植义齿是一种比较好的方法。但是患者经放疗后进行种植，常常出现种植骨结合率低，稳定性差，失败率增加2-3倍的情况。以往通过高压氧，注射骨形成蛋白等方式来提高放疗后种植成功率，但疗效不佳，主要原因是放射对骨的损伤是持续性的，而以上治疗方式不具有一定的长效性。..研究内容：. 本课题拟通过对兔膝关节股骨头和胫骨头进行放射，建立放射性骨损伤模型。在建立的模型上进行种植体植入，同期向种植床内注入含有BMP-2、VEGF-165的慢病毒液进行转染，收样后通过组织切片、力学检测，Micro-CT等检测手段，探讨BMP2、VEGF165转染对放射后种植骨结合的影响研究。实验中以空白病毒组作为阴性对照，以高压氧治疗组作为阳性对照。..研究结果及关键数据和描述：.经过不同剂量放射，收样后HE切片显示，放射后破骨细胞数量明显增加，骨髓腔中脂肪颗粒增多，骨陷窝空虚等，与剂量呈相关性。结合临床放射剂量和兔子活动状况，最后选择单次15Gy放射作为放射剂量进行建模；放射后进行种植体植入术，分别于术后2周、4周和8周取材研究。第八周显示BMP-2组和VEGF-165组单独使用能够提高早期种植体骨体积分数、种植体-骨接触率、矿化沉积率和种植体最大拉出力；联合使用BMP-2和VEGF-165组的效果更为明显，差异有统计学意义。本实验从成骨成血管相关基因分析，联合使用BMP-2/VEGF-165能明显提高放射后种植体骨结合率，增加种植体稳定性，从而有利于放疗后尽快恢复肿瘤术后患者的形貌功能，提高其生存质量。