新型骨疗法:含BMP6的自体血凝块联合合成陶瓷促进兔节段性骨缺损再生

【字体: 时间:2025年02月10日 来源:BIOMATERIALS RESEARCH

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  本研究创新性地开发了Osteogrow-C(rhBMP6/自体血凝块/合成陶瓷)骨诱导装置,在兔尺骨15mm节段性缺损模型中展现出卓越疗效。相比rhBMP2/胶原海绵(Infuse)和单纯rhBMP6/血凝块,含TCP陶瓷的Osteogrow-C实现最快缺损桥接(4周即见骨痂形成),17周时显微CT显示TCP组骨体积较对照组增加3倍(P<0.01),且双相钙磷陶瓷(BCP)组残留陶瓷量显著高于TCP组(P<0.05)。该研究为临床大段骨缺损治疗提供了安全有效的解决方案。

  在骨科临床实践中,长骨节段性缺损因其超过骨直径1.5倍的缺损特征,成为最具挑战性的病症之一。传统自体骨移植存在供区并发症等问题,而现有唯一获批的BMP2/胶原海绵(Infuse)适应症有限。研究团队开发的Osteogrow-C创新性地将rhBMP6与自体血凝块(ABC)及钙磷陶瓷结合,通过独特的"生物载体+生长因子+力学支撑"三重机制推动骨再生。

材料特性方面,SEM显示TCP与BCP(40%TCP/60%HA)陶瓷粒径为1000-1700μm,平均孔隙达168μm(TCP)和148μm(BCP)。FTIR与XRD证实BCP样品同时存在PO43-和OH-特征峰,符合Ca5(PO4)3(OH)与Ca3(PO4)2的晶体结构。

在24只新西兰兔建立的15mm尺骨缺损模型中,实验组分为7组:单纯ABC、ABC/TCP、ABC/BCP、rhBMP2/胶原海绵、rhBMP6/ABC及两个Osteogrow-C配方(含TCP或BCP)。Cook放射学评分显示,术后4周时Osteogrow-C/TCP组即达3.8分(显著高于rhBMP6/ABC组的2.17分,P<0.05),8周时实现皮质重建(5.27分),17周微CT显示完全桥接(5.87分)。值得注意的是,TCP陶瓷的降解速度显著快于BCP,残留体积减少42%(P<0.01),这与BMP6促进破骨细胞活性的机制相关。

组织学分析揭示,Osteogrow-C组新生骨小梁厚度达0.12±0.03mm,骨髓腔中可见造血细胞与脂肪细胞共存。Goldner染色显示新生骨呈典型绿色矿化基质,Von Kossa染色证实黑色钙化沉积均匀分布。相比之下,无BMP的ABC/TCP组仅见零星骨岛形成,缺损中心区域仍为纤维组织填充。

该研究的突破性发现在于:①TCP陶瓷较BCP更适于节段性缺损,因其更快降解(17周残留量<15%)和更早力学转换;②BMP6显著加速陶瓷吸收,可能与RANKL/OPG通路激活相关;③血凝块载体提供天然纤维蛋白网络,使rhBMP6缓释维持21天以上。这些发现为临床转化提供了明确方向:选择TCP基Osteogrow-C进行大动物(如羊胫骨)模型验证,最终实现从"实验室到病床"的跨越。

研究同时揭示了三个关键机制:陶瓷孔隙率(>150μm)促进血管长入、BMP6抵抗noggin抑制的独特优势、以及血凝块抗炎微环境对骨再生的正向调控。这些发现不仅推动骨再生领域发展,更为其他组织工程产品开发提供了范式参考。

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