一體化快速成形骨—軟骨復(fù)合物修復(fù)兔關(guān)節(jié)骨—軟骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)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(guān)節(jié)骨-軟骨復(fù)合損傷日益增多，病情越發(fā)復(fù)雜，治療也更加困難，傳統(tǒng)的修復(fù)方法難以獲得滿意療效，因而利用組織工程技術(shù)修復(fù)軟骨及軟骨下骨缺損成為了目前研究的熱點(diǎn)。早期組織工程方法修復(fù)關(guān)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(dǎo)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(xué)方法連接骨-軟骨兩部分，

2、其設(shè)計(jì)中存著在骨-軟骨界面結(jié)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(dǎo)致組織修復(fù)不良。為了克服這一缺陷，本實(shí)驗(yàn)采用一體化快速成形PLGA/PLGA-TCP骨-軟骨復(fù)合支架設(shè)計(jì)，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(fù)載高密度的BMSCs在體外構(gòu)建組織工程一體化骨-軟骨復(fù)合物，經(jīng)適當(dāng)培養(yǎng)后植入兔膝關(guān)節(jié)骨-軟骨復(fù)合

3、缺損內(nèi)，探討其修復(fù)骨-軟骨復(fù)合缺損的可行性。
　　實(shí)驗(yàn)一：一體化快速成形骨-軟骨復(fù)合支架制備及其膠原改性研究
　　目的：探討利用RP技術(shù)制備一體化PLGA/PLGA-TCP骨-軟骨復(fù)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(shù)與相分離原理相結(jié)合的復(fù)合噴射低溫制造（MSLM）新工藝制備一體化PLGA/PLGA-TCP骨-軟骨復(fù)合支架，并經(jīng)Ⅰ型膠原雜化修飾，通過測(cè)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(jié)構(gòu)。結(jié)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(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；SEM觀察支架材料可見相互貫通的圓滑大孔結(jié)構(gòu)排列規(guī)則，并可見相互貫通的微孔結(jié)構(gòu)（10～500μm），骨及軟骨兩部分界面連接良好。結(jié)論：利用RP技術(shù)制備的一體化PLGA/PLGA-TCP骨-軟骨復(fù)合支架具有適合種子細(xì)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(fù)對(duì)支架結(jié)構(gòu)的要求。
　　實(shí)

5、驗(yàn)二：膠原改性一體化快速成形骨-軟骨復(fù)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(fù)合支架的生物相容性，為進(jìn)一步的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)提供研究基礎(chǔ)。方法：以經(jīng)Ⅰ型膠原修飾改性的PLGA/PLGA-TCP支架作為實(shí)驗(yàn)組，未經(jīng)膠原修飾的原始支架作為對(duì)照組，BMSCs接種兩組支架，分別測(cè)定細(xì)胞黏附率、細(xì)胞增殖率，掃描電鏡(SEM)觀察細(xì)胞黏附形態(tài)，以檢驗(yàn)支架材料的細(xì)胞相容性。結(jié)果：實(shí)驗(yàn)組細(xì)胞黏附率在接種4、8

6、和12h明顯優(yōu)于對(duì)照組(P<0.05)，實(shí)驗(yàn)組在培養(yǎng)2、4、6和8天的細(xì)胞增殖率也明顯高于對(duì)照組(P<0.05)，掃描電鏡可見骨髓基質(zhì)細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)組支架上的增殖數(shù)量多于對(duì)照組。結(jié)論：Ⅰ型膠原改性的PLGA/PLGA-TCP支架具有良好的細(xì)胞生物相容性，可作為骨-軟骨復(fù)合組織工程支架應(yīng)用于軟骨缺損的修復(fù)研究。
　　實(shí)驗(yàn)三：一體化快速成形骨-軟骨復(fù)合物修復(fù)兔關(guān)節(jié)骨-軟骨復(fù)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(fù)合支架并復(fù)合自體BMSCs修復(fù)兔膝關(guān)節(jié)骨-軟骨復(fù)合缺損。方法：制備膠原雜化PLGA/PLGA-TCP支架，獲取自體骨髓基質(zhì)干細(xì)胞，體外培養(yǎng)、擴(kuò)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(guān)節(jié)骨-軟骨復(fù)合缺損作為實(shí)驗(yàn)組，右側(cè)植入未復(fù)合細(xì)胞的支架作為單純支架組，并將另外12個(gè)膝關(guān)節(jié)缺損不做處理作為空白對(duì)照組，術(shù)后12w及24w取材行大體及組織學(xué)觀察。結(jié)果：12w時(shí)實(shí)驗(yàn)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(shí)實(shí)驗(yàn)組骨-軟骨復(fù)合缺損內(nèi)充填以軟骨樣組織，軟骨下骨及潮線基本恢復(fù)；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(xì)胞團(tuán)；空白組缺損內(nèi)僅有少量纖維組織形成。結(jié)論：由膠原改性一體化快速成形PLGA/PLGA-TCP支架復(fù)載高密度自體BMSCs構(gòu)建的一體化骨-軟骨復(fù)合物能夠有效的修復(fù)