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低氧条件下载二甲基草酰甘氨酸电纺纤维促血管化及成骨性能研究*

2021-06-25李家颖杨隆君花艳丽陈起新孟庆琛李斌韩凤选

生物骨科材料与临床研究 2021年3期

李家颖 杨隆君 花艳丽 陈起新 孟庆琛 李斌,韩凤选

骨损伤是常见的外科疾病,较小的骨损伤可以自行愈合,而当骨缺损范围较大时常无法自愈。组织工程技术为骨修复提供了新途径,但骨修复材料移植后宿主血液难以渗透入支架,导致局部血供不足,故其修复效果较自体骨仍有差距。血管生成在骨发育和重建等过程中发挥着重要的作用[1-2]。因此,除骨组织工程支架材料的成骨性能外,其血管化也是促进骨缺损修复的重要因素。

血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)可有效促进血管生成,同时,VEGF 也是参与骨修复过程的一种重要活性因子,其可通过影响血管内皮细胞和成骨细胞之间复杂的相互作用参与骨修复过程[3]。但是,VEGF 的有效活性和长效释放制约着其在组织工程中的应用。骨损伤后会导致损伤部位血供不足,从而在损伤部位形成低氧微环境[4]。损伤部位的低氧微环境可通过产生HIF-1上调组织中VEGF 的表达,促进VEGF 介导的血管化,而间接促进成骨[5-6]。低氧环境可降低胞内碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)、骨钙素(osteocalcin,OCN)等成骨诱导因子的表达,而HIF-1 可在一定程度上促进低氧环境中细胞的成骨分化[7]。HIF-1 是持续表达的,但在常氧条件下会迅速降解,参与其降解过程的一种主要酶是脯氨酰羟化酶(prolyl hydroxylase domain,PHD)。有报道称,抑制PHD活性可提高内源性HIF-1 的表达水平[8]。目前,在众多PHD抑制剂中,二甲基草酰甘氨酸(dimethyloxallyl glycine,DMOG)具有良好的促血管生成性能和低生物毒性,因而可作为良好的血管化药物用于血管再生[9]。既往有研究表明,稳定HIF-1 的表达可高效促血管化[10]。……

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