基于丝蛋白凝胶/硅介孔控释系统的可注射性组织工程骨用于犬上颌窦提升同期种植修复的研究

上颌窦提升术是处理上颌后牙区种植骨量不足的经典方法，自体/异体骨等传统移植物的种种弊端要求更为理想的替代物。课题组针对上颌窦腔隙不规则的解剖特点，在前期工作基础上，优选具有良好生物学性能的丝蛋白凝胶作为可注射型组织工程骨支架，利用辛伐他汀药物潜在促进成骨和种植体骨整合作用，在深入探讨其促进骨髓基质干细胞成骨/成血管分化作用机制基础上，以介孔硅材料装载控释辛伐他汀。并以此丝蛋白凝胶/硅介孔药物控释系统，包被骨髓基质干细胞，构建新型"可注射组织工程骨"，用于大动物犬上颌窦提升同期种植修复的研究，评价体内成骨及种植体骨整合效果。本研究可为药物辛伐他汀在骨组织功能性再生中的应用提供理论依据，而基于丝蛋白凝胶/硅介孔控释系统构建的"可注射组织工程骨"将材料、细胞和药物控释的优势有机结合，将进一步促进新骨形成和种植体骨整合，加快咀嚼等口腔功能重建，可望成为上颌窦提升种植修复一种安全高效微创的新方法。

一、背景：.上颌窦提升术是处理上颌后牙区种植骨量不足的经典方法，自体/异体骨等传统移植物存在着诸多弊端，临床上亟需更为理想的替代物。丝蛋白凝胶具有良好的生物相容性，具有极佳的塑形性，可作为组织工程骨支架用于上颌窦的提升。骨髓基质干细胞具有取材方便、体外易于培养扩增及多向分化潜能等优势，是骨组织工程中一种较为理想的种子细胞。课题组前期以骨髓基质干细胞作为种子细胞在动物颌骨缺损等动物模型上已取得较好的修复效果。辛伐他汀和中药淫羊藿苷皆具有促进成骨的作用，临床试验证实，口服辛伐他汀和淫羊藿苷可明显提高骨矿化密度，减少骨质疏松女性骨折发生的风险。.二、主要研究内容：.1、.辛伐他汀和淫羊藿苷对干细胞分化的影响与机制.2、.基于丝蛋白凝胶/硅介孔控释系统的 “组织工程骨”构建.3、.基于丝蛋白凝胶/硅介孔控释系统的“组织工程骨”体内成骨研究.三、重要结果：.1、.辛伐他汀可促进骨髓基质干细胞和脂肪干细胞的成骨向分化；.2、.AKT和MAPK两条信号通路皆参与了辛伐他汀对骨髓基质干细胞的成骨分化调控；.3、.淫羊藿苷可促进骨髓基质干细胞的成骨向分化和成血管因子的表达；.4、.淫羊藿苷有助于裸鼠异位成骨，其最佳负载浓度为2 000μM；.5、.载BMSCs的淫羊藿苷/丝蛋白凝胶/硅介孔更有利于种植体的骨整合。.四、关键数据及其科学意义：.本课题结果显示AKT和MAPK信号通路皆参与辛伐他汀对骨髓基质干细胞的成骨向分化调控，说明AKT和MAPK通路在成骨向分化中的重要性。中药淫羊藿苷在体外具有良好的促进骨髓基质干细胞成骨向分化和成血管因子表达的趋势，并且具有促进骨髓基质干细胞异位成骨的能力。课题组首次设计可装载小分子药物的丝蛋白凝胶/硅介孔支架材料，将淫羊藿苷负载于丝蛋白/硅介孔支架材料中，并结合同期种植提升犬上颌窦，结果提示载BMSCs的淫羊藿苷/丝蛋白凝胶/硅介孔更有利于种植体的骨整合，说明淫羊藿苷具有良好的促进种植体骨整合能力。