ESW及其介导唑来膦酸脂质体局部释放预防骨质疏松性骨折与相关机理研究

Osteoporotic (OP) fracture is a severity of consequence of OP, with high mortality and disabling harm. Now, the preventive methods are mainly focused on the anti-OP drug,the existing methods having problems of slow onset and unstable therapeutic effects，few of effective methods to improve the bone density and strength which is easy to happen local fracture. This study try to use ESW to promote local osteogenic effects and release of zoledronic acid from PEGylated liposomes to improve the bone density and strength. Using PEGylated liposomes encapsulate zoledronic acid, preparation Zoledronate liposomes were detected by liquid chromatography and injected into the rat OP model. ESW was used to intervene in the local bone tissue. Use double-energy X-ray, micro CT three-dimensional reconstruction and finite element analysis of mechanical properties to study the change of bone mineral density and intensity; Using immunohistochemistry and protein quantitative analysis to study changes of local bone metabolic; Using RT-PCR, TRAP and Western blot methods to study changes of osteoclastogenesis and key protein in related signaling pathways.In order to elucidate the changes of bone mineral density intensity and related active protein expression after being treated by ESW in the local bone tissue and the distribution and expression changes of related active factors in the OP model under double local effects, and to investigate the molecular mechanisms involved in the inhibition of osteoclasts. We want to provide more safe and more effective method to prevent OP fracture.

骨质疏松（OP）性骨折是OP的严重后果，致死致残率很高，危害巨大。目前其预防主要集中在抗OP药物全身应用，而现有方法均存在起效慢、疗效不稳定问题，缺乏针对易骨折局部提高骨密度及强度的有效方法。本研究拟应用ESW促进局部成骨作用及其介导唑来膦酸脂质体局部释放抑制破骨的双重作用干预OP模型，应用聚乙二醇修饰的脂质体包裹唑来膦酸，制备唑来膦酸脂质体，并通过液相色谱法检测后将其注入大鼠OP模型，ESW干预局部骨组织，运用双光能X线，microCT三维重建、力学性能有限元分析，研究干预后骨密度及强度变化；应用免疫组化、蛋白定量分析研究骨组织局部代谢变化；应用RT-PCR、TRAP及Western blot等方法研究破骨细胞分化及相关信号通路上关键蛋白的变化，以期阐明ESW双重作用下OP模型局部骨组织骨密度、强度和相关活性蛋白表达，抑制破骨细胞分化相关分子机制，为预防OP骨折提供更安全、有效的方法。

骨质疏松(OP)性骨折是OP的严重后果，致死致残率很高，危害巨大。目前其预防主要集中在抗OP药物全身应用，而现有方法均存在起效慢、疗效不稳定问题，缺乏针对易骨折局部提高骨密度及强度的有效方法。本研究拟研究ESW促进局部成骨作用及其介导唑来膦酸（ZOL）脂质体局部释放抑制破骨的双重作用，应用聚乙二醇（PEG）修饰的脂质体包裹ZOL，制备ZOL脂质体，并通过液相色谱法检测后将其注入大鼠OP模型，ESW干预局部骨组织，运用micro-CT三维重建、力学性能有限元分析，研究干预后骨密度及强度变化;应用免疫组化、蛋白定量分析研究骨组织局部代谢变化;应用RT-PCR、TRAP染色及Western blot等方法研究破骨细胞（OC）分化及相关信号通路上关键蛋白的变化，以期阐明ESW双重作用下OP模型局部骨组织骨密度、强度和相关活性蛋白表达，抑制破骨细胞分化相关分子机制，为预防OP骨折提供更安全、有效的方法。.针对以上研究目标及内容，本项目设计、合成了载带ZOL的空心骨靶向纳米颗粒（HZNs），其结构是以1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸酯（DOPA）脂质体为核心，外壳由ZOL和Ca2+原位沉积而成。通过调整沉积时间，HZNs的机械性能可以精确控制其外壳厚度。在rESW干预下，这些具有不同外壳厚度的HZNs表现出可调控的反应性碎片和可精确控制的ZOL和Ca2+释放。通过将rESW的控释能力与HZNs的响应能力相结合，我们构建了一套可以在局部控制药物释放的纳米载体药物系统。在细胞水平，本项目证明该体系有利于破骨细胞与成骨细胞间的功能耦联，在不过分抑制破骨细胞功能的同时增加成骨细胞合成代谢。在动物实验水平，本项目研究了在卵巢切除术诱导的OP大鼠模型中该递送系统对体内OP的治疗效果，从骨组织切片免疫组化染色、Micro-CT、骨宏观及微观力学性能等方面证明了HZNs在rESW干预下对骨量的提升作用，骨相关参数和机械性能得到明显改善，特别是骨合成代谢明显增加增加。本项目利用rESW构建了具有可控药物释放的纳米载体药物系统，为有效预防局部OP骨折提供了一种新的思路。