組織工程椎間盤的體外初步構(gòu)建及其生物學(xué)性能研究.pdf

1、下腰痛（low back pain，LBP）是當(dāng)今社會(huì)中的一種常見疾病。在美國(guó)，僅次于上呼吸道感染而居第2 位，是導(dǎo)致勞動(dòng)力喪失的主要原因之一；亞洲國(guó)家如中國(guó)因?yàn)轶w力勞動(dòng)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(guó)老齡化進(jìn)程的發(fā)展，DDD 越來越成為嚴(yán)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(shù)治療。保守治療包括物理治療和藥物治療等，手術(shù)治療主要包括髓核摘除術(shù)和脊柱融合術(shù)。手術(shù)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(dòng)度來?yè)Q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(xué)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(yīng)用前景，然而與這些技術(shù)相關(guān)的許多并發(fā)癥和缺陷依然需要克服，遠(yuǎn)期效果尚難以令人滿意。
　　 近年來隨著組織工程學(xué)的迅速發(fā)展，使得外科學(xué)進(jìn)入“再生修復(fù)”

3、時(shí)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(yàn)中，課題組基于自主設(shè)計(jì)構(gòu)建的仿生髓核組織工程細(xì)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(gòu)建了組織工程髓核，并顯示了良好的生物學(xué)性能；同時(shí)課題組自主設(shè)計(jì)了具有良好結(jié)構(gòu)和性能的組織工程纖維環(huán)支架--脫礦脫細(xì)

4、胞骨基質(zhì)環(huán)（demineralizedbone matrix gelatin，DBMG），并對(duì)組織工程化纖維環(huán)進(jìn)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(chǔ)上，擬采用組織工程技術(shù)整合前期已獲得的CHCS 支架和脫礦脫細(xì)胞骨基質(zhì)環(huán)，構(gòu)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(xì)胞和纖維環(huán)細(xì)胞為種子細(xì)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(gòu)建組織工程椎間盤，并對(duì)其理化性能及

5、生物學(xué)性能進(jìn)行研究分析。通過系列研究與研究的不斷深入，為修復(fù)和功能重建退變的椎間盤奠定理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　 我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：應(yīng)用脫礦脫細(xì)胞、冷凍干燥、化學(xué)交聯(lián)等組織工程技術(shù)整合CHCS 支架和脫礦脫細(xì)胞骨基質(zhì)環(huán)，體外初步構(gòu)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(xì)胞和纖維環(huán)細(xì)胞為種子細(xì)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(gòu)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(fù)合椎間盤的大體形態(tài)和組織學(xué)觀察結(jié)果與天然椎間盤組織相似。形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果表明了進(jìn)展性的組織形成，同時(shí)纖維環(huán)和髓核區(qū)域得到良好的整合。生化成分的檢測(cè)結(jié)果表明，DNA、蛋白多糖和羥脯氨酸的含量隨時(shí)間顯著增加，在12周時(shí)與天然椎間盤的含量相似。膠原的基因表達(dá)分析結(jié)果也表明組織工程復(fù)合椎間盤與天然椎間盤相似。研究結(jié)果表明，組織工程復(fù)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(yīng)用提供了