新型超顺磁性骨组织工程支架材料修复颌骨缺损的研究

In order to solve kinds of questions which lead to the jaw defect, based on our previous work, that vascularized engineered bone, and the preparation of the nano Fe3O4 gene vector,utilizing neutralization synthesis methods , we will prepare Fe-HA nanoparticles which combined with PLGA to fabricated various types of nanofibers such as pure PLGA and PLGA/ Fe-HA using electrospinning technique. The expression of BMP, OPG, RANKL, ALP and type I collagen in mesenchymal stem cells cell morphology,tissue structure and bone density were examined by histology, immunohistochemistry, MTT,RT-PCR, soft X-ray, in order to investigate the effects of the superparamagntic scaffold on proliferation, differentiation and function of osteoblasts,under different magnetic condition. Then we will further illuminate the mechanism and rules that magnetic scaffold promote bone formation, and develop a novel preparation technique of the superparamagnetic scaffold, which can induce bone regeneration through magnetic field，we also identify the best magntic condition for the superparamagntic scaffold. It will establish a good foundation for the cure of jaw defect.

针对各种原因引起的颌骨缺损，在血管化组织工程骨、超顺磁性纳米Fe3O4 基因复合载体制备及其生物学效应等前期工作基础上，利用中和法制备超顺磁性Fe-HA纳米微粒,复合PLGA采用静电纺丝的方法制备磁性骨组织工程支架材料并表征其结构。通过组织学、免疫组织化学、MTT 检测、RT-PCR、原位杂交、软X 线测量并结合定量分析技术，研究在不同磁场条件下，其对培养骨髓间充质干细胞BMP、OPG、RANKL、ALP 和Ⅰ型胶原等基因表达及对颌骨缺损模型组织结构以及骨密度等的影响，以探讨磁性支架材料对细胞增殖、分化和功能的作用，进一步阐明其促骨再生机制和促骨形成规律，以研制开发具有诱导骨再生功能的磁性支架材料，并摸索磁性支架材料最佳磁场作用条件，为临床上治疗颌骨缺损奠定基础。

颌骨缺损修复方式各有优缺点，临床上颌骨缺损问题难以解决。制备人工骨替换材料为颌骨缺损修复提供了新思路。本研究中合成磁性纳米粒子Fe-HA，并将其通过静电纺丝方法制备成磁性纤维膜支架材料，从体外和体内两个方面来研究该材料与磁场协同作用下促进骨缺损修复和新骨形成的效果。结果显示：该磁性纤维膜支架材料具有较好的生物相容性，成骨细胞和骨髓间充质干细胞均可以在上稳定粘附增殖，在外加磁场作用下，可以促进细胞向成骨方向分化。构建兔下颌骨缺损模型，对骨缺损处进行Micro-CT及组织学检测，结果显示植入磁性纤维膜支架材料的骨缺损处在外加磁场作用下愈合效果最好，新生骨量最多，骨密度值显著高于对照组。本项目的研究结果说明掺入Fe-HA的磁性纳米纤维膜材料具有较好的生物相容性及诱导骨再生的功能，并且在外加磁场作用下，能够发挥促进骨化分化及新骨形成的协同作用，为临床上治疗颌骨缺损新方法奠定实验基础。