摘要：骨骺损伤可导致“骨棒”的形成，从而导致儿童骨生长停滞和畸形。血管内皮生长因子(VEGF)已被证明在骨条形成中发挥作用，使其成为骨骺损伤后抑制骨修复组织的潜在靶点。本研究的目的是研究从海藻酸盐：壳聚糖水凝胶局部传递抗VEGF抗体(αVEGF；7.5μg)到大鼠胫骨骨骺损伤部位是否能阻止骨棒的形成。我们分别使用90:10和50:50比例的海藻酸盐：壳聚糖水凝胶测试了αVEGF快速或延迟给药的效果。雄性和雌性6周龄斯普拉氏大鼠胫骨骨损伤，损伤部位注射海藻酸壳聚糖水凝胶：（1）90:10（快速释放）；（2）90:10+αVEGF(快速释放+αVEGF)；（3）50:50（缓释放）；（4）50:50+αVEGF(缓释放+αVEGF)；或（5）未治疗。在损伤后2、4和24周，对动物实施安乐死，并评估胫骨的骨棒和血管形成、修复组织类型和肢体延长。我们的结果表明，快速释放+αVEGF减少了骨条和血管的形成，同时也增加了软骨修复组织。此外，αVEGF的快速释放既不影响肢体的延长，也不对邻近的、未受伤的肢体造成有害的副作用。这种αVEGF治疗可以抑制在不干扰正常骨延伸的情况下形成的骨棒形成，可能对遭受骨骺损伤的儿童有积极的影响。

介绍

骨骺是一种软骨组织，通过软骨内骨化过程驱动长骨伸长，其中骨骺软骨模板被传入的骨取代。对长骨的创伤会导致形成“骨棒”，它可以跨越骨骺，阻止骨骼生长，并导致肢体长度差异和/或角度畸形。骨条形成与骨折愈合具有组织学和分子相似性。骨条形成涉及膜内和软骨内骨化。反过来，这些骨化过程取决于血管生成，这已在骨骼发育和骨折愈合研究中得到广泛证明。新血管带来将软模板转化为矿化骨组织所需的细胞和线索。相反，阻断血管生成会严重延迟或抑制骨形成，也会导致软软骨模板增大。

除了在血管生成过程中的关键作用外，VEGF在成骨过程中也具有重要作用。VEGF诱导培养细胞的成骨，并在骨发育和愈合过程中增强骨形成。由于阻断VEGF已被证明可以抑制骨形成，这可能是减少骨条形成的潜在策略。VEGF及其受体参与骨条形成过程。

该研究检查了从海藻酸盐-壳聚糖水凝胶局部递送的α-VEGF对骨条形成的影响。我们的假设是局部递送α-VEGF会减少大鼠模型中的骨条形成并恢复正常的骨伸长。此外，我们分别使用比例为90:10和50:50的海藻酸盐：壳聚糖水凝胶研究了快速或延迟递送α-VEGF的效果。VEGF参与骨杆形成过程的不同阶段，并且改变α-VEGF的递送使我们能够研究α-VEGF的快速或延迟递送是否对骨杆形成有更大的影响。

方法与结果

为了研究α-VEGF的快速和延迟释放对骺板损伤的影响，在体内使用了快速释放和缓慢释放的水凝胶。本研究中使用的胫骨近端骨骺、钻孔损伤和治疗组的示意图概述（见图一）。结果显示，海藻酸盐：壳聚糖比例确定的α-VEGF释放率（见图二）；局部递送的α-VEGF减少骨条形成（见图三）。α-VEGF的快速释放促进软骨组织形成（见图四）。 局部递送的α-VEGF减少了血管形成（见图五），但不影响骺板高度（见图六）。实验结果进一步显示，α-VEGF不影响整体肢体延长（见图七）。经所有治疗后，结果表明都减少了伤后 24 周的骨条形成（见图八）。随着时间的推移，这些水凝胶的降解可以在钻道中跟踪，在骺端损伤的远端（见图一），这些水凝胶以不同的速率降解，并且它们在这种环境中诱导不同的修复组织（见图九）。

(图一)

(图二)

(图三)

(图四)

(图五)

(图六)

(图七)

(图八)

(图九)

结论

该研究表明，α-VEGF的局部递送，尤其是快速释放，对骨条形成具有靶向作用，并且不会影响周围未受伤的骺端组织或肢体延长。然而，使用的水凝胶导致不同的修复组织，这可能会影响骨骼的伸长。鉴于水凝胶之间的组织形成和肢体生长轨迹的差异，仔细选择α-VEGF递送系统很重要。骺端损伤后α-VEGF递送的潜在临床应用包括其用作预防性治疗高风险形成骨杆的损伤，包括远端桡骨和远端股骨骨折。总之，α-VEGF的快速局部递送可能对骺端损伤的临床管理产生影响，值得进一步研究。

 文章出自：动物实验    想了解更多请关注：http://www.do-gene.cn/