骨移植物成骨潜能的增强制造技术

本发明专利技术涉及通过用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，本发明专利技术涉及骨移植物用人Wnt3a蛋白，优选脂质体人Wnt3a(LWnt3a)进行的活体外处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过用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，本专利技术涉及用Wnt3a蛋白，优选脂质体Wnt3a(L-Wnt3a)对骨移植物的活体外处理。
技术介绍
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轻磷灰石乳楽(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 Research25(6):1196-207oBMP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的核活性导致革巴基因的转录(Clevers Η, 2004 Wntsignaling:lg-norrin the dogma.Curr B1l 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 transcript1n factors.J B1i Chem 281:22429-22433)。Wnt也涉及到与骨发生的程序相关的广泛的细胞决策。例如，Wnt调节sox9和runx2的表达水平，其影响间充质祖细胞定型为软骨生成或骨生成细胞的命运。Wnt影响骨原细胞的分化率。在成年动物中，有大量证据证明Wnt信号传导调节骨量。例如，人Wnt共受体LRP5中的功能获得性突变与几种高骨量综合征相关，包括I型骨质石化病和骨内膜骨质增生或常染色体显性骨硬化病。Wnt功能丧失性突变引起低骨量疾病，包括骨质疏松症-假神经胶质瘤。Wnt抑制剂Dkkl的产生增加与多发性骨髓瘤(具有增加的骨吸收作为其区别特征之一的一种疾病)相关。对于进一步的详细信息，参见S.Minear等，Wnt proteins promote bone regenerat1n.Sc1.Transl.Med.2, 29ra30(2010)；Zhao 等,Controlling the in vivo activity of Wnt liposomes, Methods Enzymol465:331-47 (2009) ；Popelut 等,The accelerat1n of implant osseointegrat1n byliposomal Wnt3a, B1materials 31 9173e9181 (2010)和 Morrell NT, Leucht P, ZhaoL, Kim J-B, ten Berge D等(2008)Liposomal Packaging Generates Wnt Protein with InVivo B1logical Activity.PLoS ONE 3(8):e2930。已证明将Wnt蛋白与脂质囊泡(脂质体)组合产生具有生物活性的Wnt制剂(Morrell 等,2008,同上；和 Zhao 等,2009,同上)(Minear 等,2010,同上；和 Popelut等，2010，同上)。可溶性无翅蛋白(wingless protein)的生物活性描述于van Leeuwen等(1994) Nature 24:368 (6469): 3424中。使用可溶性生物活性脊椎动物Wnt蛋白对Wnt-Frizzled 相互作用的生物化学表征由 Hsieh 等(1999)Proc Natl Acad Sci US A96(7):3546-51 描述。Bradley 等(1995)Mo 1 Cell B1i 15 (8): 4616-22 描述了具有促有丝分裂活性的Wnt蛋白的可溶性形式。使用脂质体Wnt蛋白增强骨整合描述于美国专利公开 N0.20120115788 中。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术涉及一种增强骨移植物中的细胞存活的方法，包括使骨移植物经历Wnt多肽的活体外处理。在另一个方面，本专利技术涉及一种增强骨移植物的成骨潜能的方法，包括使骨移植物经历有效剂量的Wnt多肽(包括，但不限于Wnt3A)的活体外处理。在进一步的方面，本专利技术涉及一种复活(revitalizing)来自具有降低的治愈潜能的受试者的骨移植物的方法，包括使骨移植物经历Wnt多肽的活体外处理。在所有方面中，骨移植物可以是自体移植物或同种异体移植物。在所有方面中，骨移植物可以包含干细胞本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增强骨移植物中的细胞存活的方法，包括使所述骨移植物经历有效剂量的Wnt多肽的活体外处理足以增强所述骨移植物在移植时的细胞存活的时间段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·达姆德赫瑞，J·赫尔姆斯，
申请(专利权)人：小利兰斯坦福大学托管委员会，
类型：发明
国别省市：美国;US