組織工程椎間盤的體外初步構建及其生物學性能研究.pdf

1、下腰痛（low back pain，LBP）是當今社會中的一種常見疾病。在美國，僅次于上呼吸道感染而居第2 位，是導致勞動力喪失的主要原因之一；亞洲國家如中國因為體力勞動者較多，發(fā)病率更高。腰椎間盤突出癥等椎間盤退變性疾病(disc degenerativedisease，DDD)是引起LBP 最常見的原因。隨著我國老齡化進程的發(fā)展，DDD 越來越成為嚴重影響人們工作生活的疾病。
　　 目前治療椎間盤退變性疾病的方法包括保守治療

2、和手術治療。保守治療包括物理治療和藥物治療等，手術治療主要包括髓核摘除術和脊柱融合術。手術治療雖然通過摘除病變的椎間盤組織或者犧牲脊柱局部節(jié)段的活動度來換取癥狀的解除，然而并沒有從根本上解決椎間盤退變所帶來的生物學功能丟失。近年來的同種異體椎間盤移植和人工椎間盤置換雖然展現(xiàn)出良好的應用前景，然而與這些技術相關的許多并發(fā)癥和缺陷依然需要克服，遠期效果尚難以令人滿意。
　　 近年來隨著組織工程學的迅速發(fā)展，使得外科學進入“再生修復”

3、時代。組織工程化椎間盤有望重建退變椎間盤的功能，為退行性椎間盤疾病開辟了一條嶄新的生物治療之路。
　　 在前期試驗中，課題組基于自主設計構建的仿生髓核組織工程細胞支架--Ⅱ型膠原/透明質(zhì)酸-硫酸軟骨素支架（collagen/hyaluronate/chondroitin Ⅱ-6-sulfate，CHCS），體外成功構建了組織工程髓核，并顯示了良好的生物學性能；同時課題組自主設計了具有良好結(jié)構和性能的組織工程纖維環(huán)支架--脫礦脫細

4、胞骨基質(zhì)環(huán)（demineralizedbone matrix gelatin，DBMG），并對組織工程化纖維環(huán)進行了初步研究。本課題旨在前期組織工程椎間盤系列研究成果的基礎上，擬采用組織工程技術整合前期已獲得的CHCS 支架和脫礦脫細胞骨基質(zhì)環(huán)，構建包含有纖維環(huán)和髓核兩部分、全新的組織工程化椎間盤支架材料，以體外培養(yǎng)的兔髓核細胞和纖維環(huán)細胞為種子細胞，分別接種于椎間盤支架中髓核及纖維環(huán)支架上，體外初步構建組織工程椎間盤，并對其理化性能及

5、生物學性能進行研究分析。通過系列研究與研究的不斷深入，為修復和功能重建退變的椎間盤奠定理論和實驗基礎。
　　 我們的實驗結(jié)果如下：應用脫礦脫細胞、冷凍干燥、化學交聯(lián)等組織工程技術整合CHCS 支架和脫礦脫細胞骨基質(zhì)環(huán)，體外初步構建了包含有纖維環(huán)和髓核兩部分、全新的組織工程化椎間盤支架材料。以體外培養(yǎng)的兔髓核細胞和纖維環(huán)細胞為種子細胞，分別接種于支架材料的髓核及纖維環(huán)部分，體外初步構建組織工程椎間盤。體外培養(yǎng)1周后，植入無胸腺裸鼠

6、皮下。經(jīng)體內(nèi)培養(yǎng)12周，組織工程復合椎間盤的大體形態(tài)和組織學觀察結(jié)果與天然椎間盤組織相似。形態(tài)學觀察結(jié)果表明了進展性的組織形成，同時纖維環(huán)和髓核區(qū)域得到良好的整合。生化成分的檢測結(jié)果表明，DNA、蛋白多糖和羥脯氨酸的含量隨時間顯著增加，在12周時與天然椎間盤的含量相似。膠原的基因表達分析結(jié)果也表明組織工程復合椎間盤與天然椎間盤相似。研究結(jié)果表明，組織工程復合椎間盤具有與天然椎間盤相似的組織形態(tài)和生化特性，為組織工程椎間盤的臨床應用提供了