1骨组织工程材料RGD表面修饰的研究进展.pdf

￡丛!』Q堕h!P：丛i竖h2QQ!，Y!i婴，№：≥ 主堡7崮：科基麦!Q幽笙3月筮18鲞箍一≥期 ·综 述· 骨组织工程材料RGD表面修饰的研究进展 侯晓斌胡永成 目前用于骨组织工程的载体材料主要包括：金属、陶瓷、 将支架材料与生物分子结合，制成复合材料以提高骨诱 生物衍生材料、高分子合成材料以及复合材料，而各种材料 导活性已经成为改善组织工程材料骨整合性的重要策略之 都因其自身特性的限制，无法完全达到自体骨的功能，其中 一“。用RGD短肽进行材料的表面修饰近年来受到了越来越 一个突出的问题就是无法形成优良的骨整合，主要原因是材 多的关注。共价连接的RGD肽为细胞的附着和其后的分化 料表面对成骨细胞缺乏有效的黏附能力，从而影响骨愈合过 提供了适宜的表面条件[8j，其在促进细胞黏附的有效性[91以 程。因此对材料进行必要的修饰，以提高表面生物活性，从而 及对长期细胞行为的影响已经得到了普遍认同(图1)。 利于细胞的有效黏附，并促进其扩展、增殖和分化就成为了 骨组织工程的一个研究热点。 酸侧链与含有丙烯酰胺残基的交联分子接合，从而将其枝接 一、成骨细胞黏附及相关影响因素 到骨水泥表面，实验发现C(一RGDⅨ一)短肽通过选择性结合 成骨细胞的黏附过程可以被描述为四个连续发生并相 互重叠的变化时相：细胞附着(cell 骨细胞的结合，在细胞培养22d时，RGD仍然保有活性，细 attachment)、细胞伸展(cell 胞增殖情况良好，且没有发现细胞凋亡。而在进行的体内试 spreading)、肌动蛋白细胞骨架(actincytoskeleton)的组织以及 黏着斑(focaladhesion)的形成…，是一个涉及多种成份并受验中RGD肽修饰的骨水泥片植入兔的髌骨沟后，相比于对 到多种因素影响的复杂过程。细胞的生物特性，如细胞代谢 照组，更快更牢固地整合到新生骨中。Huang等“21在实验中 状态、表面电荷、表面膜分子的侧向运动及其柔韧性，材料及 其所处的环境，如酸碱度、温度、机械负荷及作用的时间等， 的钛表面，同时以无肽的钛表面作为对照，用颅骨成骨细胞 都不同程度地影响细胞与材料的黏附。从材料方面来说，材 在材料表面进行培养。以x射线光电子分光镜检查和傅立叶 料表面的理化特性、微形态、几何构型、粗糙程度、表面能及 变换红外光谱进行表面分析，以细胞汁数、免疫荧光和RNA 材料的降解活性，都对细胞黏附起关键性作用[2-5]o通过对细转移吸引技术评价细胞附着、微形态、增生以及降钙素(os— 胞黏附过程和影响因素的深入认识，使得针对组织工程材料 的表面改性研究得以有的放矢。 后，RGDC组细胞附着得到加强，同时细胞伸展和分化亦明 二、RGD短肽序列 显提升。此外，在RGDC表面培养成骨细胞15d时观察到骨 RGD是由精氨酸一甘氨酸一天冬氨酸(Arg—Gly—Asp)组 成的三肽序列，其广泛存在于体内的多种蛋白质中，包括纤 (21d)，证明在RGD修饰的表面培养的成骨细胞功能得到了 连蛋白(fibronectin)、骨桥蛋白、I型胶原、骨连接素以及骨唾加强。Kroese—Deutman等”3o在实验中将环状RGD肽共价连 液蛋白等。细胞表面的整合素蛋白能够识别并结合这一序 接于多孔钛纤维网，将30只新西兰白兔等分为3组，在每只 列，从而介导细胞与细胞外基质(ECM)间的黏附作用，同时兔颅骨的相同位置手术制造3个相同的骨缺损，并分别随机 启动信号传导，联系细胞外微环境与细胞内代谢活动，对细 胞生长、代谢起重要调节作用。整合素是由d及B二个亚单 分别于移植术后2、4