载重组釉原蛋白纳米水凝胶的制备及其在牙周再生中的实验研究

In the studies of periodontal regeneration, amelogenin (Am), which is the main biological active component of enamel matrix proteins (EMPs), was found to be capable of inducing periodontal tissue regeneration. However, growth factors will soon be inactive by metabolism or the action of enzyme when they were used directly in vivo. In recent years, the nanometer system was used for the release of active growth factors, which opened up a new field for the development and utilization of exogenous growth factors. Our previous studies have shown that the recombinant amelogenin (rhAm) can have biological effects on periodontal cell so that it may promote the regeneration of periodontal tissues. Based on the previous studies, this study is to observe comparatively the biological effects of hrAm on human periodontal ligament cells, to prepare the nanometer-sized rAm-hydrogel drug delivery system, and to investigate preliminarily the safety and function of the system through animal experiments. This study will further provide theoretical basis and experimental data for the development and clinical application of exogenous growth factors in the field of periodontal tissue engineering.

在牙周组织再生的研究中，作为釉基质蛋白(eamel matrix proteins, EMPs)主要成分的釉原蛋白(amelogenin, Am)被认为是能诱导牙周组织再生的有效生物活性因子之一。但体内直接使用生长因子，会很快被稀释代谢或酶的作用而失活。近年来将纳米系统引入活性生长因子的缓释，为外源性生长因子的开发与利用开辟了新的研究空间。我们前期研究表明重组釉原蛋白能作用并影响牙周相关细胞的生物学功能，从而促进牙周组织再生。因此，本课题将在前期研究基础上，比较观察重组人釉原蛋白对牙周膜成纤维细胞生物学特性的影响；并制备纳米级的重组釉原蛋白-水凝胶纳米缓释系统，初步进行其安全性评价和动物实验研究，为牙周再生医学和组织工程领域外源性生长因子的开发和临床应用进一步提供理论基础和实验依据。

实现牙周组织再生是治疗因炎症引起的牙周组织缺损的最理想目标。釉原蛋白是釉基质蛋白中诱导牙周组织再生的主要活性物质，因其能显著促进牙周组织再生相关细胞的增殖和分化、实现缺损组织修复再生而成为牙周组织再生研究的热点之一。但体内直接使用釉原蛋白这类外源性因子，会很快被稀释或失活。近年来各种药物控释系统的开发为釉原蛋白更好促进牙周组织再生成为可能。本研究制备了纳米级的重组人釉原蛋白-水凝胶缓释系统，进行药效学和毒性研究，观察重组人釉原蛋白对人牙周膜成纤维细胞细胞生物学特性和成骨能力的影响，我们的结果显示载药量为10mg/mL的重组釉原蛋白水凝胶在药物释放后期依然有着较好的线性释放，并且在摄入机制研究中发现重组人釉原蛋白水凝胶进入牙周膜细胞是通过细胞内吞过程完成的，重组人釉原蛋白-水凝胶缓释系统对人牙周膜成纤维细胞的增殖、成骨分化具有显著促进作用。上述结果为牙周再生医学和组织工程领域外源性生长因子的开发和临床应用进一步提供理论基础和实验数据。