双层壳聚糖与HAP复合支架的初步研究

摘要

目的探讨双层壳聚糖(chitosan,CS)/HAP复合支架作为骨软骨组织工程支架的可行性,并结合兔自体BMSCs修复骨软骨缺损。方法采用冻干法和烧结法制作双层CS/HAP复合支架,检测其理化特性。取日本大耳白兔骨髓4～6mL,全骨髓培养法分离纯化BMSCs,并鉴定。调整第2代BMSCs细胞密度为2×107个/mL,应用纤维蛋白胶种植技术,接种至双层CS/HAP复合支架,体外构建细胞-支架复合物。取36只日本大耳白兔,于右侧膝关节股骨下端外侧髁负重区,作一直径4mm、深3mm的圆柱形缺损,制备兔膝关节骨软骨缺损模型。根据缺损区植入物的不同,分为A、B、C3组(n=12)。A组:植入细胞-支架复合物;B组:植入双层CS/HAP复合支架;C组:不植入任何材料,作为空白对照组。术后6、12周取材,行大体及组织学观察,采用改良Wakitani法评分。结果双层CS/HAP支架CS层孔隙率为76.00%±5.01%,孔径为200～400μm,平均300μm,孔洞相通;HAP层孔隙率为72.00%±4.23%,孔径为200～500μm,平均350μm,孔洞相通,结合部结合好。全骨髓法培养BMSCs,第7天可见集落形成,14d传代;免疫组织化学检测示CD44(+)和CD45(—)。大体观察和组织学检测显示,A组基本修复软骨缺损,骨缺损修复不良,有骨小梁长入;B、C组骨、软骨缺损修复不良,组织学检测以纤维组织或无新生组织形成,软骨及骨缺损均明显存在。术后6、12周,A组改良Wakitani评分分别为(5.17±1.17)分和(3.20±0.75)分,均优于B、C组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论双层CS/HAP复合支架可作为骨软骨组织工程支架,复合BMSCs可修复兔关节软骨与骨缺损,重建关节解剖结构。