摘要:
背景:新型复合软骨组织工程支架克服了传统支架的诸多不足,如组织相容性差、生物力学性能不足、降解过快、材料单一、难与关节软骨的分层结构相匹配等,为软骨组织工程的发展提供新的途径.目的:观察具有柱状分层结构的胶原/羟基磷灰石复合支架对软骨细胞的吸附作用,以及对软骨细胞生物学性状的影响,评价其作为软骨组织工程支架的可行性与价值.设计:开放性实验.单位:中山大学附属第三医院骨科,华南理工大学材料学院.材料:实验于2004-06/11在中山大学附属第三医院动物实验中心完成.选取2周龄普通级健康新西兰白兔1只,雄性,饲养环境温度20℃,湿度40%.方法:①在羟基磷灰石中加入少量的去离子水,分散后加入Ⅰ型胶原溶液搅拌复合,并按一定比例加入碳二亚氨,调配形成不同比例的胶原/羟基磷灰石复合物,并逐层加入模具,最上层采用纯胶原,底层为纯羟基磷灰石.将制备好的柱状分层的胶原/羟基磷灰石复合材料冷冻干燥后,经环氧乙烷气体消毒后备用.②体外培养幼兔关节软骨细胞并扩增,吸附于多孔胶原/羟基磷灰石复合支架上三维立体培养,通过相差倒置显微镜、组织学、扫描电镜及免疫组织化学检测支架对软骨细胞的表型、增殖及功能的影响.主要观察指标:①胶原/羟基磷灰石多孔支架的形貌观察.②体外培养的软骨细胞生物学性状观察.③胶原/羟基磷灰石多孔支架材料与软骨细胞相容性的观察.结果:①胶原/羟基磷灰石多孔支架的形貌观察:胶原/羟基磷灰石为具有一定力学强度的柱状分层的三维多孔支架,最上层为纯胶原,底层为纯羟基磷灰石,中间为胶原与羟基磷灰石复合.扫描电镜可见支架内具有不规则的通孔结构,孔径较均匀,相互连通,平均孔径约为147μm.②体外培养的软骨细胞生物学性状观察:刚分离的软骨细胞为球形,活细胞率达95%.24 h后细胞开始贴壁,逐渐伸展为三角或多角形,内含分泌颗粒.细胞保持单层生长,传代后增殖速度加快,4 d铺满培养瓶.随着传代次数的增加,增殖速度开始减慢,当传到第6代时,细胞分裂能力明显下降,细胞变形明显,体积变大,梭形为主,边沿模糊,折光性弱,表现出细胞老化和向成纤维细胞反分化的趋势.③胶原/羟基磷灰石多孔支架材料与软骨细胞相容性的观察:多孔胶原/羟基磷灰石复合支架亲水性好,软骨细胞吸附于支架表面,增殖并逐渐顺孔隙迁徙至支架内部,在孔壁贴附良好,表型维持稳定,分泌胞外基质.结论:柱状分层结构的胶原/羟基磷灰石复合支架具有良好的细胞相容性,较单纯胶原力学性能更强,是比较理想的软骨组织工程支架材料.