Composites of bone morphogenetic protein (BMP) and type IV collagen, coral-derived coral hydroxyapatite, and tricalcium phosphate ceramics

Summary. Few studies have been performed to investigate the characteristics of native Bone Morphogenetic Protein (BMP). We derived 5.85 g of native moose BMP from 102 kg of fresh moose bone and performed chromatographic studies to characterise its structure. We found the BMP molecule to have a molecular weight of 11 – 700 kDa. To investigate the ideal local delivery system for BMP we used porous discs as a carrier. These were implanted into 132 mice. The volume of new bone formed was evaluated by means of histological specimens, radiographs and isotope studies. The best results were obtained by implanting porous discs (coral and ceramic) with type IV collagen and BMP. We suggest that this is the best delivery system for future experiments regarding the acton of BMP.

Résumé. La protéine morphogénétique osseuse (BMP) est extraite d’os d’élan fraichement collectés durant la période de chasse. De la BMP d’élan partiellement purifiée (mBMP) est ensuite implantée dans les tissus musculaires postérieurs de souris, avec ou sans les porteurs suivants: collagène de type IV, dérivés de corail hydroxyapatite, et céramiques de phosphate tricalcium (TCP). La BMP et les porteurs sont précipités ensemble et concentrés dans des sacs à dialyse, lyophilizés, et implantés dans 132 souris BALB. L’activité de la BMP est alors mesurée par le degrés d’intégration de calcium ⁴⁵

dans le nouvel os minéralisé. Le degrés d’intégration de calcium⁴⁵ s’avère être élevé dans les composés de mBMP et de collagène de type IV, ou de BMP seule, mais les niveaux les plus élevés concernant l’activité de la BMP apparaissent dans les souris où sont implantés des composés de dérivés de corail hydroxyapatite et de mBMP, de façon significativement plus importante qu’avec les composés TCP. Des différences notables sont mesurés entre les implants sans porteurs et dans des compośes ayant d’identiques porteurs, et des doses gradués de 4 à 8 mg de mBMP, les porteurs augmentent l’activité ostéoinductive de la mBMP. Hypothétiquement, la construction multi-poreuse et les caractéristiques chimiques de la structure dérivée du corail combinée avec l’activité biologique du collagène de type IV, devraient promouvoir un transfer de mBMP aux récepteurs de la membrane des cellules mésenchymales.