壳聚糖-明胶复合网络支架体内修复兔关节软骨缺损的实验研究

摘要

目的：探讨壳聚糖、明胶复合构建关节软骨组织工程网络支架修复兔膝关节软骨缺损的能力，观察支架材料对于兔膝关节软骨细胞生长及细胞外基质分泌的影响，评估其作为组织工程学支架材料的优点与不足，并与脱钙去抗原的松质骨修复兔膝关节软骨缺损的效果进行对比。 方法：48只健康新西兰大白兔，制双膝关节股骨滑车关节面软骨缺损动物模型，缺损直径6mm，深达骨髓腔。按缺损处填充材料不同，分为A组(壳聚糖-明胶网络复合材料)，B组(异体脱钙去抗原松质骨)和C组(空白对照组)，术后于第4，8，12及16周时取材。进行大体观察，组织学检测及修复软骨番红O染色灰度值测定。 结果：第4周时三组大体观察均可见缺损处部分组织填充，边界明显，三组组织学评分及灰度值测定结果无统计学意义。第8周时，A、B两组大体观察均可见缺损处组织填充完全，A组缺损区甚至略高于周围软骨组织，修复组织质地韧，白色，有光泽，与周围正常软骨边界不及4周时清晰。组织学观察可见A组缺损区组织与邻近正常组织基本齐平，修复组织细胞以透明样软骨细胞为主，细胞体积小，可见散在同源细胞群，排列不规则，基质染色接近正常软骨，边界仍可见。B组缺损区已无明显凹陷，表层为较致密纤维组织层，纤维呈水平方向有序排列，深层组织中可见透明样软骨细胞，细胞体积小，细胞陷窝多，软骨基质较正常基质稍浅，边界渐模糊。C组缺损区凹陷明显，修复组织细胞仍以梭形纤维细胞为主，细胞体积小，形状狭长，同源细胞群少见，基质量少，淡染，边界清晰可辨。第12周时，A、B两组大体观察可见缺损区平整，为半透明状物质填充，质地韧，边界模糊。组织学观察示A组缺损区与邻近正常组织齐平，表面光滑，修复细胞以透明样软骨细胞为主，细胞体积增大，基质染色与正常软骨基本一致，边界难以分辨。B组缺损区表面平滑，修复细胞同样以透明样软骨细胞为主，细胞密度降低，软骨陷窝多，清晰，基质染色与周边软骨基质相比差别不明显。C组缺损区表面为纤维样组织覆盖，其下可见部分类软骨基质，细胞体积小，形体狭长，基质染色浅，边界仍清晰可见。第16周时A、B两组缺损区已完全为修复组织所填充，修复组织颜色接近正常软骨，组织学观察可见A组缺损区完全为透明样软骨修复，表面平坦，软骨细胞位于陷窝中，排列呈有序化倾向，基质染色与正常基质无异，修复组织与周围正常软骨组织结合紧密。软骨厚度接近于正常软骨，潮线连贯，软骨下骨完全再生。B组缺损区与邻近正常组织完全齐平，修复组织为透明样软骨组织，软骨细胞数量仍较多，表层体积小，深层细胞逐渐加大，有序化倾向无直观表现，基质染色正常，缺损区与周围组织结合紧密，软骨厚度接近正常，潮线清晰，软骨下骨修复较完全。C组缺损区修复仍以纤维软骨为主，表面欠平坦，边界清晰，细胞密集，体积小，呈椭圆形或梭形，排列无续，软骨基质淡然，潮线未见，软骨下骨仍缺失明显。组织学评分及灰度值测定结果均显示：于第8，第12周及第16周时，A、B、C三组间比较有统计学意义，A、B两组间比较无统计学意义。 结论：1.应用冰冻干燥及各种调控技术制备的壳聚糖.明胶网络复合支架做为一种新型组织工程细胞载体，具有良好的生物相容性和可降解性，能为细胞提供优良的三维生长空间，适合各种形状和深度的损伤，其在关节软骨缺损中的植入利于软骨细胞的增殖以及细胞外基质的分泌，为软骨组织工程载体的选择拓宽了道路。 2.脱钙去抗原的异种异体松质骨做为经典的组织工程学支架材料，消除了材料来源及生物相容性方面的缺陷，其立体结构十分利于软骨细胞附着，能为细胞生长提供优良的微环境，可增强缺损区软骨细胞的增殖能力并促进细胞外基质的分泌，是一种很具潜力的软骨组织工程学细胞载体。 3.此次实验由于材料缺乏种子细胞的附着及细胞因子的整合，修复后软骨细胞的体积，排列，修复软骨的厚度等仍不十分理想。第四周时实验组与对照组比较无统计学意义，这与大多数支架上复合种子细胞及细胞因子的实验相比有明显不同，可能这类复合了细胞及因子的支架能更快速的促进软骨细胞的分化与增殖。将壳聚糖.明胶网络材料复合软骨细胞或MSCs及各种细胞因子进行关节软骨缺损的修复，其效果令人期待。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

前言

研究现状、成果

研究目的、方法：

材料与方法

结果

讨论

小结

结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

综述：关节软骨组织工程支架材料的研究进展

致谢