含软骨钙化层的仿生支架体内构建组织工程骨软骨

杨强; 丁晓明; 徐宝山; 张杨; 赵艳红; 胡永成; 杜立龙; 王连永; 马信龙

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含软骨钙化层的仿生支架体内构建组织工程骨软骨

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目的以丝素蛋白（silk fibroin,SF）和羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）为材料制备含软骨钙化层（calcified cartilage layer,CCL）的仿生骨软骨支架,接种兔脂肪干细胞（adipose-derived stem cells,ADSCs）,评估CCL在体内修复中起到的作用,探讨这一设计组合作为骨软骨组织工程理念的可行性。方法以SF/HA为材料,采用石蜡微球沥滤和定向结晶（thermally induced phase separption,TIPS）结合技术,制备含软骨钙化层的多相一体化仿生支架,通过扫描电镜、microCT进行观察,测定支架软骨层和成骨层的孔径、孔隙率和压缩弹性模量;ADSCs接种到支架上,建立兔双侧膝关节骨软骨缺损模型,分别植入CCL支架组、non-CCL+ADSCs组（不含CCL的支架复合自体ADSCs）和CCL+ADSCs组（含CCL的支架复合自体ADSCs）,分别在术后4、8、12周取材,进行大体观察评分、组织学和免疫组化评估、新生骨组织Micro-CT扫描,评估各组兔膝关节骨软骨缺损修复效果,对比分析CCL在体内修复中起到的作用。结果含CCL的仿生骨软骨支架由层次鲜明的"透明软骨-CCL-软骨下骨"组成,各层连接紧密。软骨层具有明显的取向微孔结构,分布均匀,孔径（112.43±12.65）μm,孔隙率为90.25%±2.05%;软骨下骨层具有良好的三维大孔结构,连通性好,孔径（362.23±26.52）μm,成骨层孔隙率为85.30%±1.80%;CCL+ADSCs组软骨再生情况优于non-CCL+ADSCs组,组织学和免疫组化染色可见GAG和Ⅱ型胶原表达较non-CCL+ADSCs组高;新生骨组织分析、生物力学性能测试在两组间未见明显差异。结论含CCL的SF/HA仿生骨软骨支架模仿正常骨软骨组织结构,具有良好的三维孔隙结构和生物相容性。该支架复合自体来源的ADSCs成功修复兔膝关节骨软骨缺损,CCL的存在加速软骨组织的生长。

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来源
《中华骨科杂志》 |2018年第6期||共页
作者
杨强; 丁晓明; 徐宝山; 张杨; 赵艳红; 胡永成; 杜立龙; 王连永; 马信龙;
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作者单位

1. 天津市天津医院微创脊柱外科 2. 日照市中医医院骨伤五科 3. 天津市天津医院骨科研究所 4. 天津医科大学口腔医院正畸科 5. 天津市天津医院脊柱外科 6. 南开大学生命科学院生物材料国家重点实验室;

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正文语种 chi
中图分类生物材料学;
关键词
组织工程; 软骨; 组织支架; 丝素蛋白; 羟基磷灰石类;

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