采用经EDC交联的纤维蛋白凝胶作为可注射性软骨细胞支架材料的研究

摘要

目的：软骨组织是人体内重要的支撑结缔组织,但是软骨缺损的自身修复能力有限,组织工程技术为软骨的修复重建提供了一个新的发展方向。纤维蛋白(fibrin)由于其良好的可塑性、粘附性和生物相容性而成为组织工程软骨的主要支架材料。纤维蛋白凝胶作为软骨细胞支架材料存在生物强度差和降解过快的缺点。本实验拟探索利用碳化二亚胺(EDC)增加纤维蛋白凝胶的交联度、提高其生物强度和抗降解能力的可能性,以更好地构建可注射性软骨。
　　 方法：第一部分探索EDC与纤维蛋白原反应合成凝胶的实验条件:利用不同配比的纤维蛋白原和EDC进行反应制备理想的凝胶样本,并通过稳定性检测、抗酶解能力检测、扫描电镜等分析材料的性能,并与传统的纤维蛋白凝胶进行比较。第二部分探索EDC交联的纤维蛋白凝胶作为细胞支架材料在体外培养中对细胞生存活力的影响:以EDC和纤维蛋白原进行反应制备支架材料,与软骨细胞混合构建组织工程软骨样本,对照组为传统的纤维蛋白凝胶软骨细胞样本。在培养箱中进行体外培养,观察十天,在实验的第1,4,7,10天,利用活细胞荧光检测试剂盒检测样本中的细胞存活情况。
　　 结果：第一部分:EDC和凝血酶同时与纤维蛋白原反应不能凝胶化,而用EDC取代凝血酶形成纤蛋白凝胶较传统的纤维蛋白凝胶有更好的生物强度和抗酶解能力,有着更紧密有序的三维多孔结构,且随着EDC浓度的增加而提高。第二部分:软骨细胞在对照组(纤维蛋白原200mg/ml+凝血酶100U/ml)和实验组(纤维蛋白原200mg/ml+EDC100mg/ml)的支架材料中生长良好。而EDC浓度较高的实验组软骨细胞在一周内均死亡。
　　 结论：适当浓度的EDC对纤维蛋白原交联形成的纤维蛋白凝胶在生物强度和抗酶解能力方面较传统的纤维蛋白凝胶有明显的提高,所形成的三维多孔隙网状结构更为紧密有序,且能为细胞的生长提供足够的空间,在实验观察期内软骨细胞在该支架材料中存活良好。过高浓度的EDC形成的凝胶块则不适合细胞的生长,其原因究竟与凝胶块中孔隙太小有关,或者与过高浓度的EDC造成对软骨细胞的可能毒性有关,尚需进一步研究。