复合FSH受体抑制剂-硅酸钙骨水泥促进骨质疏松性骨折修复的作用与机制研究

Anti-osteoporotic drugs combined bone cement becomes an important topic in the prevention of osteoporotic bone fractures, since current methods fail to address the cause of osteoporosis. Calcium silicate cement (CSC) is bioactive and able to stimulate osteoblast cell proliferation and differentiation; follicle-stimulating hormone (FSH) receptor inhibitor blocks MAPK pathways and suppresses osteoclast cell functions. Our primary research demonstrates that: under the osteoporotic condition, CSC was able to control the FSH level in serum, implying that FSH receptor inhibitor–combined CSC would be able to improve the osteoporotic fracture restoration; however, its mechanisms on both osteoclast and osteoblast cells remain unclear. In this present study, microspheres with FSH receptor inhibitor will be mixed with CSC homogeneously and properties of hardened cement will be characterized. In addition, the pathways of CSC in stimulating osteoblast cell proliferation and differentiation will be investigated, and the release kinetics of this particular drug delivery system and its mechanisms to suppress osteoclast cell functions will be also studied. Finally, with the help of osteoporotic model, stimulating effects of this particular drug delivery system will be confirmed and explained. This study will constitute a novel approach to osteoporotic fracture restoration.

合并骨质疏松性骨折现阶段治疗手段未有效治疗骨质疏松病灶，因此复合抗骨质疏松类药物的骨水泥已成为治疗该类骨折研究的热点。硅酸钙骨水泥具有良好的生物活性，可以促进成骨细胞增殖与分化；卵泡刺激素（FSH）受体抑制剂可以通过阻断MAPK通路抑制破骨细胞活性。课题组发现：在骨质疏松条件下，硅酸钙骨水泥具有调节血清中FSH水平的作用，提示复合FSH受体抑制剂的硅酸钙骨水泥可能具有促进修复合并骨质疏松性骨折的效果，但介导破骨细胞与成骨细胞的作用与机制尚不清楚。本项目拟将载药微囊与硅酸钙骨水泥均匀混合并评价载药骨水泥的理化性能；研究硅酸钙骨水泥刺激成骨细胞增殖与分化的作用通路，载药骨水泥的药物缓释机理及其抑制破骨细胞活性的分子机制；通过构建骨质疏松病理模型，验证其促进修复合并骨质疏松性骨折的作用。为治疗骨质疏松性骨折提供新的方法。

合并骨质疏松性骨折是临床骨折的常见类型，多发于踝部、椎体及髋关节等部位。由于无法针对骨质疏松病灶进行有效治疗，通过植入人工骨进行骨折修复存在骨吸收率高、骨融合性差等缺陷，极易引发二次骨折。通过复合抗骨质疏松类药物在人工骨中已成为治疗合并骨质疏松性骨折的研究热点，也是本研究的立题依据。卵泡刺激素(FSH)与骨质疏松的发生存在密切的关系。当破骨细胞表面的FSH受体激活后，破骨细胞会加速分泌组织蛋白酶与酸物质，加重骨吸收从而导致骨质疏松。.本研究通过将FSH受体抑制剂醋酸亮丙瑞林与硅酸钙生物陶瓷进行复合，制备具有药物缓、控释功能的可注射人工骨材料。通过固化时间、机械强度、微气孔率、晶体与微观孔隙结构观察等实验手段，阐明了新型载药人工骨具有与松质骨相似的微观孔隙结构及力学性能。在体外分子生物学实验中，新型载药人工骨具有促进成骨细胞增殖与分化的作用，证明了该种生物材料的生物相容性与生物活性。最终，通过骨质疏松病例模型及相关影像学、病理学评价等方法揭示了在合并骨质疏松性骨折修复治疗中，新型载药人工骨具有明显的促进作用。.通过本项目的实施与开展，在新型载药人工骨的制备、理化性能的研究、生物相容性与骨融合性等方面有了更加深刻地认识，也为进一步深入研究新型载药人工骨奠定了基础。中国现已成为老龄化人口大国，而退行性病变引发的骨折、骨缺损情况严重的影响老年人的身体健康。生物医用材料的国产化将会显著地降低治疗成本，从而减轻患者的经济负担；而新型载药人工骨的研究也将会为骨缺损治疗提供新的材料与治疗方法。