自体脂肪干细胞、壳聚糖/胶原蛋白支架材料及GDF-5复合物移植修复兔软骨缺损

摘要

背景:GDF-5可诱导人脂肪干细胞分化为软骨样细胞,壳聚糖/胶原蛋白支架在软骨组织损伤修复中应用广泛。目的:利用兔的自体脂肪干细胞复合壳聚糖/胶原蛋白支架材料加入GDF-5修复兔关节软骨缺损,观察其修复效果。方法:取日本大耳兔皮下脂肪组织提取脂肪干细胞体外培养、纯化、扩增,并BrdU体外标记,应用紫外线交联法以1∶3比例构建壳聚糖/胶原蛋白复合支架载体,将标记后的兔脂肪干细胞种植到支架载体上共同培养形成复合物,以手术方式造成兔膝关节软骨直径为5 mm,深3 mm的圆柱形缺损,建立膝关节软骨缺损模型兔,随机分为4组,复合物组:脂肪干细胞+壳聚糖/胶原蛋白支架+GDF-5复合物植入干预;支架组:单纯植入壳聚糖/胶原蛋白支架;脂肪干细胞组:单纯植入脂肪干细胞;假手术组:单纯钻孔不作处理。各组干预4,8,12周时取材,行组织学检测、软骨Ⅱ型胶原免疫组织化学染色及BrdU免疫荧光染色。结果与结论:①术后12周,与其他3组相比,复合物组圆柱型缺损处完全被与周围正常软骨相同的乳白色透明样物质填充修复,软骨缺损区域由分化一致的透明软骨所替代修复,Wakitani评分最低(P<0.01);②Ⅱ型胶原免疫组化染色及BrdU免疫荧光染色:复合物组与术后4,8,12周免疫组化染色可见修复区组织Ⅱ型胶原染色胞浆内呈淡黄色阳性表达,修复区新生组织可见BrdU绿色荧光表达;③结果证实,自体脂肪干细胞+壳聚糖/胶原蛋白支架+GDF-5复合物移植修复兔膝关节软骨缺损效果较好。