本发明属于仿生再生医学,涉及一种用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物。
背景技术:
1、骨骼属于人体支撑结构,是人体运动系统的一部分,功能是运动、支持和保护身体,对于维持人体健康意义重大。创伤、肿瘤、手术、骨质疏松等因素都会导致骨缺损,大多数缺损的骨组织能依靠机体自身修复能力进行缺损部位愈合,且恢复正常,不会形成瘢痕。骨损伤后的首要关键阶段是形成血凝块,它既是防止过度出血的重要保障,同时作为支撑结构协调后续重塑程序促进骨修复和再生。目前研究主要集中于促进血凝块的形成,或是关注骨细胞在骨愈合过程中发挥的作用,对于凝血困难个体,例如老年人或是高血压患者,其骨损伤后的修复具有多种困难和风险。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决上述技术问题中的至少一项,使用其能够以简单且成本较低的方式来解决凝血困难个体出现骨损伤难以愈合的技术问题,对此本发明提供了一种用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物来解决本领域内的这种需要。
2、一方面,本发明涉及一种用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,1%应变下,所述支撑物的储能模量为10~5500pa,损耗模量为0~650pa。
3、进一步地,在本发明提供的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物中,所述支撑物为凝胶,所述凝胶由蛋白质和分散介质形成。
4、进一步地,在本发明提供的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物中,所述蛋白质为纤维蛋白,所述分散介质为含水的溶液。
5、进一步地,在本发明提供的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物中,所述纤维蛋白的质量浓度为0.1~1%。
6、进一步地,在本发明提供的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物中,所述蛋白质为ca2+螯合肽,所述分散介质为含ca2+的溶液;
7、所述ca2+螯合肽包含胶状肽基序和钙结合基序。
8、进一步地,在本发明提供的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物中,所述胶状肽基序为(rada)4,所述钙结合基序为gsvlgyiqir。
9、进一步地,在本发明提供的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物中,所述ca2+螯合肽在所述分散介质中的质量浓度为0.1~4%,所述含ca2+的溶液中ca2+的浓度为0.02~1mg/ml。
10、进一步地,在本发明提供的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物中,所述ca2+螯合肽在所述分散介质中的质量浓度为3%,所述含ca2+的溶液中ca2+的浓度为0.1mg/ml。
11、进一步地,在本发明提供的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物中,所述支撑物激活整合素介导的黏着斑信号和下游力敏感转录因子runx2促进骨形成。
12、进一步地,在本发明提供的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物中,所述支撑物促进凝血困难个体的骨缺损区域中的骨形成。
13、与现有技术相比,本发明提供的技术方案至少具备以下有益效果或优点:
14、(1)本发明验证了对于骨损伤个体,在骨缺损区域中新骨的形成在很大程度上依赖于血凝块的参与。血凝块形成的时间,极大程度上影响了新骨形成,主要表现在骨矿物质密度、骨体积与总体积之比、骨小梁数量、骨小梁厚度、成骨蛋白、间充质干细胞标记物的减少,以及骨小梁分离度的增加。本发明还验证了血凝块的形成可通过增强mscs中整合素(itgb)介导的黏着斑信号通路促进成骨,并进一步验证了血凝块主要通过其机械力学性能激活itgb介导的黏着斑信号和下游力敏感转录因子runx2促进成骨。
15、(2)本发明意外地发现,骨缺损区域中支撑物的机械力学性能对其骨再生起到了至关重要的作用,其呈机械力学敏感性地影响了itgb1/fak介导的黏着斑以及下游runx2向细胞核的迁移促进骨再生的调控机制。本发明提出的技术方案有利于解决凝血困难个体骨缺损区域愈合困难的技术问题。本发明以ca2+螯合肽和纤维蛋白作为支撑物,验证了其粘弹性与促进骨缺损区域骨形成的效果。ca2+螯合肽通过机械力学激活itgb1介导的黏着斑信号和下游力敏感转录因子runx2促进骨形成,显著增强了血凝块缺乏(bcd)大鼠骨缺损模型中的成骨作用,而且意外地发现这种作用机制(指转录因子runx2促进骨再生)具有机械力学敏感性。
1.一种用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,1%应变下,所述支撑物的储能模量为10~5500pa,损耗模量为0~650pa。
2.根据权利要求1所述的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,所述支撑物为凝胶,所述凝胶由蛋白质和分散介质形成。
3.根据权利要求2所述的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,所述蛋白质为纤维蛋白,所述分散介质为含水的溶液。
4.根据权利要求3所述的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,所述纤维蛋白的质量浓度为0.1~1%。
5.根据权利要求2所述的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,所述蛋白质为ca2+螯合肽,所述分散介质为含ca2+的溶液;
6.根据权利要求5所述的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,所述胶状肽基序为(rada)4,所述钙结合基序为gsvlgyiqir。
7.根据权利要求5所述的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,所述ca2+螯合肽在所述分散介质中的质量浓度为0.1~4%,所述含ca2+的溶液中ca2+的浓度为0.02~1mg/ml。
8.根据权利要求7所述的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,所述ca2+螯合肽在所述分散介质中的质量浓度为3%,所述含ca2+的溶液中ca2+的浓度为0.1mg/ml。
9.根据权利要求1所述的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,所述支撑物激活整合素介导的黏着斑信号和下游力敏感转录因子runx2促进骨形成。
10.根据权利要求1所述的用于嵌入在骨缺损区域中的支撑物,其特征在于,所述支撑物促进凝血困难个体的骨缺损区域中的骨形成。
