软骨组织工程用纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚乙醇酸支架的构建及实验研究

摘要

目前对于基于nano-HA的复合支架材料的应用研究一般是针对骨修复和骨替代，而鲜有用于关节软骨修复的文献报导。但由于nano-HA具有好的生物活性和骨传导性，根据关节面软骨的结构特点，我们提出了将nano-HA/PLGA复合支架材料应用于全厚关节软骨缺损修复的想法。本实验采用用粒子沥滤法制备了纳米羟基磷灰石/聚乳酸-聚乙醇酸（nano-HA/PLGA）复合组织工程支架材料。所制得的nano-HA/PLGA复合多孔支架孔径范围在150～200μm，孔隙率在90%以上，孔连通性好，孔壁有微孔结构。IR和XRD检测结果显示材料兼具有两种组分的性质，可以作为组织工程支架应用于体内外三维空间培养工程化组织，可望在组织工程中得到良好的应用。
　　 选用磷酸缓冲溶液（PBS）体系研究了不同组分的nano-HA/PLGA可降解复合材料的体外降解行为。选择了6组可降解复合材料进行分析，包括纳米羟基磷灰石含量为0、10%、20%、30%、40%、50%的nano-HA/PLGA。分别从形貌、降解液pH值、重量、IR、XRD和XRF等方面对降解实验结果进行了表征。实验结果表明，在复合材料中，nano-HA能降低降解环境pH值下降速度，从而可以调节PLGA的降解速度。本文选用日本大耳白兔作为实验动物，研究了nano-HA/PLGA体内降解行为。结果显示植入三周后取出的复合支架材料已部分降解，支架孔内长入大量纤维组织。六周后材料大部分降解，不同组分nano-HA/PLGA复合支架材料体内降解速度大于体外降解，但总体降解规律和体外降解相同。
　　 实验研究了nano-HA含量为20%的nano-HA/PLGA复合支架材料在兔关节软骨缺损修复中的可行性。选用载有同源异体软骨细胞的nano-HA/PLGA复合支架，缺损模型为兔关节软骨下骨钻孔，采用空白对照组与支架修复组的修复结果进行对照。在修复第5周取样观察，采用苏木精-伊红（H&E）染色，结果显示空白对照组缺损基本未见修复，nano-HA/PLGA支架缺损基本已经修复，修复组织较接近正常软骨。结果表明Nano-HA/PLGA复合支架材料是潜在的关节软骨组织修复材料。