负载外泌体的可注射水凝胶修复种植体周围骨缺损

戴京; 刘沙沙; 沈明敬

doi:10.12307/2023.975

摘要：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.