功能化自主装多肽RADKPS水凝胶对犬椎间盘退变的延缓作用

目的观察RADKPS水凝胶对犬椎间盘退变的延缓作用。方法筛选椎间盘整体情况良好犬16只,每只选取4个椎间盘(L 3~4、L 4~5、L 5~6、L 6~7)穿刺建立椎间盘退变模型,L 7~S 1椎间盘作为正常对照组不作处理。L 3~4注射不含活性片段的RADA16-I水凝胶(RADA16-Ⅰ组),L 4~5注射PBS缓冲液(PBS组),L 5~6注射RADKPS水凝胶40μL(RADKPS组),L 6~7注射BMP-7(BMP-7组)。造模前4周、造模后4周及干预治疗4、8、12周均进行MRI检查测定椎间盘相对灰度值指数(RGI);造模前4周、造模后4周、干预治疗12周进行X线检查测定椎间盘相对高度指数(DHI%)。干预治疗12周取髓核组织进行HE染色及Ⅱ型胶原、蛋白多糖免疫组化染色,检测Ⅱ型胶原、蛋白多糖平均光密度值,采用ELISA法检测髓核组织蛋白多糖及Ⅱ型胶原的含量。结果注射干预药物后,RADKPS组椎间盘RGI、DHI%未见明显改变(P均>0.05),而BMP-7、RADA16-Ⅰ、PBS三组椎间盘RGI、DHI%均随干预治疗时间延长逐渐降低(P均<0.05)。RADKPS组髓核组织结构完整,可见规则的团簇样髓核细胞,细胞外基质染色均一;BMP-7、RADA16-Ⅰ、PBS三组均有不同程度的不规则髓核细胞并且细胞逐渐被胶原所代替。治疗8、12周,BMP-7、RADA16-Ⅰ、PBS三组髓核组织Ⅱ型胶原、蛋白多糖含量均低于RADKPS组(P均<0.05)。结论RADKPS多肽水凝胶对椎间盘退变具有延缓作用。

修饰有BMP-7功能片段的功能化自组装多肽纳米纤维水凝胶RADKPS制备及其生物相容性研究

目的制备并评价载有BMP-7功能片段的新型功能化自组装多肽纳米纤维水凝胶支架材料RADKPS的生物相容性,为其在退变髓核再生领域中的体内研究提供实验依据。方法以自组装多肽RADA16-Ⅰ为原料,通过化学键链接BMP-7功能片段构建功能化自组装多肽RADA-KPSS,再与RADA16-Ⅰ等比例混合制备新型功能化自组装多肽RADKPS。通过大体观察、原子力显微镜评估RADKPS支架材料的结构特点。分离培养3月龄新西兰大白兔BMSCs,取第3代BMSCs与RADKPS复合培养7 d,通过扫描电镜、细胞荧光素二乙酸盐/碘化丙啶活性染色、MTT法检测RADKPS的细胞相容性;于6月龄新西兰大白兔离体椎间盘内注射1%RADKPS后培养并观察其髓核内细胞活性。采用溶血实验检测RADKPS的血液相容性。将RADKPS植入6-8周龄昆明小鼠皮下28 d,行大体观察及HE染色观察RADKPS组织相容性。结果 RADKPS在L-DMEM中成胶后呈均匀透明水凝胶状;原子力学显微镜示纳米纤维相互连接呈三维网状结构,纤维直径（25.68±4.62）nm,纤维长度（512.42±32.22）nm。RADKPS支架复合BM SCs 7 d后,扫描电镜示细胞在支架上黏附良好,细胞活性维持在90%以上;MTT检测示0.1%、0.05%、0.025%RADKPS溶液均不同程度促进新西兰大白兔BMSCs增殖。溶血实验结果示,不同浓度RADKPS溶液相对溶血率均〈5%,符合医用生物材料的溶血实验要求。小鼠皮下注射实验结果示,28 d后注射局部皮肤无水疱、红斑及焦痂形成;HE染色示淋巴细胞等炎性细胞浸润,大量纤维组织取代水凝胶支架,材料组织相容性良好。结论新型功能化自组装多肽纳米纤维水凝胶支架材料RADKPS具有良好的生物相容性和安全性,适合于髓核的组织工程修复与再生研究。