负载外泌体的可注射水凝胶修复种植体周围骨缺损

作者：戴京; 刘沙沙; 沈明敬

来源：中国组织工程研究, 2023, 1-8.

• 种植体周围骨缺损
• 水凝胶
• 外泌体
• 海藻酸钠
• β-磷酸三钙
• 聚乙二醇

背景：大量的研究已证实，外泌体具有促进成骨与血管化的作用，但是单纯的外泌体治疗存在靶向性差、负载分子含量无法达到治疗浓度等问题。目的：将外泌体负载于可注射葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶中，通过体内与体外实验观察该水凝胶在种植体周围骨缺损中的作用。方法：从骨髓间充质干细胞中提取外泌体，并将其包裹于可注射葡萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶中。(1)体外实验：将负载与未负载外泌体的水凝胶分别与内皮祖细胞共培养，进行外泌体摄取实验、小管形成实验以及细胞增殖、迁移能力、成血管基因检测。(2)体内实验：选取雄性新西兰大白兔12只，在一侧股骨长轴制备2个标准种植体窝洞及对应的骨缺损，在近心端的窝洞内植入种植体后，在骨缺损部位植入负载外泌体的水凝胶(实验组)；在远心端的种植窝洞内植入种植体后，在骨缺损部位植入未负载外泌体的水凝胶(对照组)，术后3,6,9周取带种植体的骨缺损部位，进行苏木精-伊红、Masson染色，同时，术后9周时进行成骨基因与成血管基因检测。结果与结论：(1)体外实验：外泌体可进入内皮祖细胞中，负载外泌体水凝胶组内皮祖细胞的增殖能力、迁移能力、成血管能力及成血管基因(CD31、血管内皮生长因子及碱性成纤维细胞生长因子)表达均高于未未负载外泌体水凝胶组(P <0.05)。(2)体内实验：苏木精-伊红、Masson染色显示，术后3周时，两组仅见少量新生骨，材料部分降解；术后6周时，两组新生骨量增加，其中实验组可见大量的新生骨，钙盐沉积明显；术后9周时，相较于对照组，实验组可见大量粗大于成熟的骨小梁，钙盐沉积更加明显，骨小梁周围可见大量排列的成骨细胞。实验组术后9周骨缺损部位的CD31、血管内生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、骨形态发生蛋白2、Ⅰ型胶原及骨钙素的蛋白表达均高于对照组(P <0.05)。(3)负载外泌体的萄糖酸内酯-海藻酸钠/β-磷酸三钙-聚乙二醇水凝胶可促进内皮祖细胞的增殖、迁移与成血管分化，促进种植体周围骨缺损的修复再生。

• 单位
  苏州大学附属第二医院