[发明专利]骨移植物成骨潜能的增强

说明书

本发明涉及通过用Wnt多肽如脂质体Wnt多肽的活体外处理增强骨移植物的细胞存活和成骨潜能。特别地，本发明涉及骨移植物用人Wnt3a蛋白，优选脂质体人Wnt3a(LWnt3a)进行的活体外处理。

技术领域

本发明涉及通过用Wnt多肽如脂质体Wnt多肽进行的活体外处理增强骨移植物的成骨潜能。特别地，本发明涉及用Wnt3a蛋白，优选脂质体Wnt3a(L-Wnt3a)对骨移植物的活体外处理。

背景技术

矫形和牙科植入物用于多种关节和牙齿置换及促进人体和动物中的骨修复，特别是髋和膝关节及牙齿的置换。虽然许多个体经历简单的愈合和功能恢复，但也存在高的并发症率，对于全关节置换估计为10-20％。植入物-骨骼界面处的故障造成这些失败中的大部分并使得随后的矫正手术成为必要。另外，用作正畸牙移动的锚固装置的植入物据估计具有40％的失败率且由于植入物-骨骼界面处的故障使得随后布置另外的植入物成为必要。

矫形和牙科植入物由相对惰性的材料(“异种成形(alloplastic)”材料)(通常金属和陶瓷或塑料的组合)制成。之前用于改善矫形植入物手术的结果的途径主要集中于植入物表面的物理改变，其设计为用于增加骨形成。这些途径包括使用具有多孔金属表面的植入物以促进骨内生和用羟磷灰石乳浆(hydroxyapatite plasma)喷射植入物。使用牙科植入物的途径也包括使用形态增强的钛表面，其中表面粗糙度通过如喷砂、酸蚀刻或氧化的方法赋予。

也试图促进骨整合，其中植入物表面发生大的改变。例如，包含精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)序列的短肽连接于植入物的表面，因为细胞利用RGD序列以粘附于细胞外基质。研究者尝试再建这种细胞与改性的植入物表面的粘附，但这一策略仅导致植入物骨整合和机械固定的轻度增加。或者，在尝试刺激植入物周围的血管内生时，它们的表面用包含血管生成生长因子VEGF的涂层涂覆。浸入盐水溶液中的植入物已作为增加植入物骨整合的手段上市，但具有很少或没有数据证实所声称的效果。

用于刺激骨整合的另一策略是使植入物表面纳米织构化(nano-texture)。这一策略的基本原理是织构化增加表面积并因此防止植入物相对于在植入物周围环境中的细胞“滑动”。但是在临床试验中，纳米织构化未产生可测量的益处。

用于刺激植入物骨整合的基于蛋白质的方式的使用也已经进行了广泛研究。重组骨形态发生蛋白(BMP)在骨折中诱导稳健的骨形成且它们也已经用于试图刺激植入物周围的直接骨形成。尽管体外结果是令人鼓舞的，但体内数据仍然不能令人信服。重组BMP抑制骨髓腔中细胞的成骨分化并因此禁用于植入物骨整合。参见Sykaras等(2004)Clin OralInvestig 8(4):196-205和Minear等(2010)Journal of Bone and Mineral Research 25(6):1196-207。BMP的使用与异位骨化发生率的提高和不受控的炎症相关，且较新的元数据分析也表明增加的癌症风险。

Wnt蛋白形成高度保守的分泌信号传导分子的家族，其结合由Frizzled和低密度脂蛋白受体相关蛋白(LRP)编码的细胞表面受体。WNT基因家族由编码分泌的信号传导蛋白质的结构相关的基因组成。这些蛋白质牵涉到肿瘤发生及几种发育过程，包括细胞命运的调控和胚胎发生过程中的模式形成。一旦结合，配体启动细胞内事件的级联，其最终通过β-连环蛋白和DNA结合蛋白TCF的核活性导致靶基因的转录(Clevers H,2004 Wntsignaling:lg-norrin the dogma.Curr Biol 14:R436-R437；Nelson WJ,Nusse R 2004Convergence of Wnt,beta-catenin,and cadherin pathways.Science 303:1483-1487；Gordon MD,Nusse 2006 Wnt signaling:Multiple pathways,multiple receptors,andmultiple transcription factors.J Bioi Chem 281:22429-22433)。