一體化快速成形骨—軟骨復合物修復兔關節(jié)骨—軟骨缺損的實驗研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，由于交通意外傷害、重度感染破壞及惡性腫瘤侵蝕等原因引發(fā)的關節(jié)骨-軟骨復合損傷日益增多，病情越發(fā)復雜，治療也更加困難，傳統(tǒng)的修復方法難以獲得滿意療效，因而利用組織工程技術修復軟骨及軟骨下骨缺損成為了目前研究的熱點。早期組織工程方法修復關節(jié)骨-軟骨聯(lián)合缺損，多是將軟骨和骨分開制備、分別誘導分化，再將軟骨與骨部分在植入體內(nèi)前通過顯微縫合或纖維蛋白粘接的方法連接起來。但這些方法僅僅利用單純的物理或化學方法連接骨-軟骨兩部分，

2、其設計中存著在骨-軟骨界面結合力弱、連接不穩(wěn)定的固有缺陷，植入體內(nèi)后兩部分有可能由于環(huán)境變化或外力作用而發(fā)生輕微的位移而引發(fā)斷裂、分離，最終導致組織修復不良。為了克服這一缺陷，本實驗采用一體化快速成形PLGA/PLGA-TCP骨-軟骨復合支架設計，省略了上述縫合或粘接的步驟，使軟骨部分與骨部分具有更加牢固、穩(wěn)定的連接，并經(jīng)Ⅰ型膠原雜化改性，負載高密度的BMSCs在體外構建組織工程一體化骨-軟骨復合物，經(jīng)適當培養(yǎng)后植入兔膝關節(jié)骨-軟骨復合

3、缺損內(nèi)，探討其修復骨-軟骨復合缺損的可行性。
　　實驗一：一體化快速成形骨-軟骨復合支架制備及其膠原改性研究
　　目的：探討利用RP技術制備一體化PLGA/PLGA-TCP骨-軟骨復合支架的新型工藝路線及支架膠原雜化方法。方法：利用RP技術與相分離原理相結合的復合噴射低溫制造（MSLM）新工藝制備一體化PLGA/PLGA-TCP骨-軟骨復合支架，并經(jīng)Ⅰ型膠原雜化修飾，通過測定材料親水率考察支架膠原改性前后親水性改變，掃描電鏡

4、（SEM）觀察支架材料的微觀結構。結果：膠原改性支架材料的親水率高于原始支架材料，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；SEM觀察支架材料可見相互貫通的圓滑大孔結構排列規(guī)則，并可見相互貫通的微孔結構（10～500μm），骨及軟骨兩部分界面連接良好。結論：利用RP技術制備的一體化PLGA/PLGA-TCP骨-軟骨復合支架具有適合種子細胞生長代謝的孔徑及孔隙率，并且具有良好的骨-軟骨連接界面，符合骨-軟骨組織修復對支架結構的要求。
　　實

5、驗二：膠原改性一體化快速成形骨-軟骨復合支架生物相容性研究
　　目的：探討經(jīng)Ⅰ型膠原修飾的一體化PLGA/PLGA-TCP復合支架的生物相容性，為進一步的體內(nèi)實驗提供研究基礎。方法：以經(jīng)Ⅰ型膠原修飾改性的PLGA/PLGA-TCP支架作為實驗組，未經(jīng)膠原修飾的原始支架作為對照組，BMSCs接種兩組支架，分別測定細胞黏附率、細胞增殖率，掃描電鏡(SEM)觀察細胞黏附形態(tài)，以檢驗支架材料的細胞相容性。結果：實驗組細胞黏附率在接種4、8

6、和12h明顯優(yōu)于對照組(P<0.05)，實驗組在培養(yǎng)2、4、6和8天的細胞增殖率也明顯高于對照組(P<0.05)，掃描電鏡可見骨髓基質細胞在實驗組支架上的增殖數(shù)量多于對照組。結論：Ⅰ型膠原改性的PLGA/PLGA-TCP支架具有良好的細胞生物相容性，可作為骨-軟骨復合組織工程支架應用于軟骨缺損的修復研究。
　　實驗三：一體化快速成形骨-軟骨復合物修復兔關節(jié)骨-軟骨復合缺損的研究
　　目的：制備膠原雜化一體化PLGA/PLGA

7、-TCP骨-軟骨復合支架并復合自體BMSCs修復兔膝關節(jié)骨-軟骨復合缺損。方法：制備膠原雜化PLGA/PLGA-TCP支架，獲取自體骨髓基質干細胞，體外培養(yǎng)、擴增后接種到膠原雜化PLGA/PLGA-TCP支架上，體外繼續(xù)培養(yǎng)7d后植入兔左膝關節(jié)骨-軟骨復合缺損作為實驗組，右側植入未復合細胞的支架作為單純支架組，并將另外12個膝關節(jié)缺損不做處理作為空白對照組，術后12w及24w取材行大體及組織學觀察。結果：12w時實驗組軟骨缺損內(nèi)充填以透

8、明軟骨樣組織，表面較平整；單純支架組軟骨缺損內(nèi)大部分充填以纖維樣組織，骨部分支架材料殘留，表面不平整、凹陷明顯；空白組缺損內(nèi)僅有少量纖維組織形成。24w時實驗組骨-軟骨復合缺損內(nèi)充填以軟骨樣組織，軟骨下骨及潮線基本恢復；單純支架組軟骨缺損內(nèi)以纖維樣組織充填為主，可見少量軟骨細胞團；空白組缺損內(nèi)僅有少量纖維組織形成。結論：由膠原改性一體化快速成形PLGA/PLGA-TCP支架復載高密度自體BMSCs構建的一體化骨-軟骨復合物能夠有效的修復