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等离子体处理胶原锚定PLGA/脱细胞骨基质骨软骨双层支架材料的制备和评估
目的:分别以胶原锚定方法修饰的聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物(PLGA)为组织工程软骨支架材料,以脱细胞骨基质为组织工程骨支架材料,将二者结合制备出结合良好的组织工程骨软骨双层支架,并观察结构特征,以评估其作为组织工程化骨软骨复合体支架材料的可行性.方法:实验于2006-02/2007-02在解放军总医院骨科研究所完成.①支架的制备:以犬新鲜松质骨为原料,制备脱细胞骨基质作为骨支架材料;将脱细胞骨基质浸于盛有PLGA溶液的模具中,采用固-液相分离法结合致孔剂溶出法制备出多孔的PLGA/脱细胞骨基质双层支架,然后对PLGA支架部分进行等离子体处理和Ⅰ型胶原锚定修饰.得到的新型组织工程骨软骨双层支架的上层为多孔PLGA,下层为脱细胞骨基质.②支架的特征观察:对支架行扫描电镜检测,并采用乙醇置换法测定PLGA层孔隙率,采用北京亚林公司提供的扫描电镜图像分析系统测定PLGA层支架的平均孔径.结果:扫描电镜显示双层支架的PLGA部分具有良好的孔隙贯通结构,孔径为(211±33)μm,孔隙率为(95.0±1.5)%;脱细胞骨基质骨支架部分具有天然骨的孔径和空隙率;PLGA材料渗入骨支架部分,双层支架结合良好.结论:等离子体处理后胶原锚定修饰的PLGA/脱细胞骨基质双层支架具有良好的结构和孔隙率,结合良好,可作为支架载体应用于组织工程骨软骨复合体的构建.
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工程化骨软骨生理微环境构建方法及研究进展
骨组织工程是通过在体外构建有正常组织功能或疾病生理特点的临床模型,用以药物筛选,或研究疾病发生发展过程.骨骼肌肉系统是载重系统,其功能与组织结构、细胞外基质等密切相关.在构建骨组织体外模型时,需要结合骨、软骨及其他构成成分的生理微环境,表现关节骨软骨接合处的生理特点及作用机制,进而模拟正常及病理状态下骨组织系统对刺激的反应.本综述从骨软骨组织的生理构造入手,阐述了骨软骨连接处在退行性关节病变发生发展过程中的作用,并系统的论述了体外构建三维骨软骨组织的方法及这些方法的优势和局限性,为体外构建骨软骨组织工程在临床上应用提供支持.
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三种不同方式构建组织工程软骨修复犬膝关节骨软骨缺损对比的实验研究
[目的]通过对比三种不同方式构建的骨软骨复合体修复比格犬膝关节骨软骨缺损的修复情况,探讨构建组织工程化软骨的佳可行性方案.[方法]本研究分别采用体外单体培养、分体培养、生物反应器内分体培养体内构建三种方式构建骨软骨复合体,模仿马赛克移植术植入比格犬膝关节骨软骨缺损处,通过大体观察、组织学分析观察其修复情况.[结果]术后3个月,3种方式构建的骨软骨复合体均不同程度修复了犬关节软骨缺损,采用生物反应器内分体培养体内构建方式修复骨软骨缺损效果优于前两种方式.[结论]灌注型生物反应器使软骨和成骨细胞在三维载体内存活并增殖,提高细胞在载体内的复合效率,软骨修复情况优于前两种方法.
关键词： 骨软骨缺损 β-磷酸三钙(β-TCP) 生物反应器 骨软骨复合体 软骨修复 -
体内构建骨软骨复合体修复骨软骨缺损的实验研究
[目的]探讨软骨组织工程方法修复骨软骨缺损理想的种子细胞和支架材料.[方法]体外诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞定向分化,分别与PLGA支架复合培养,并模仿马赛克骨软骨移植术在犬关节骨软骨缺损深层置入MSC-支架复合体,浅层置入诱导培养后的MSC-支架复合体,紧密压配,体内构建骨软骨复合体,观察其修复的情况.[结果]16周实验组缺损区完全由透明软骨修复,与周围正常软骨完全融合,组织观察显示以软骨细胞修复为主,软骨下骨形成,潮线基本恢复;阴性对照组缺损区主要由纤维组织修复,部分由透明软骨修复,组织观察显示以纤维细胞修复为主,混有部分软骨细胞;空白对照组完全由纤维组织修复.[结论]MSCs经向软骨细胞定向分化后复合PLGA支架材料,通过紧密压配方式与MSCs-PLGA支架在体内构建骨软骨复合体,可以有效修复骨软骨缺损.
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自体组织工程骨软骨复合体修复猪关节软骨缺损
目的 探讨自体组织工程骨软骨复合体修复关节软骨缺损的可行性,评价修复效果.方法 体外培养扩增猪关节软骨细胞及成骨细胞,分别接种于聚乳酸聚羟基乙酸聚合物(PLGA)和磷酸三钙(TCP)上培养2周后,缝合成骨软骨复合体.复合体植入关节软骨缺损为实验A组,单纯工程软骨为对照B组,不做处理为空白C组.回植3个月后检测修复效果.结果 A组缺损修复组织表面光滑平坦,与周围软骨整合良好.B组和C组的修复组织呈纤维组织和无修复.组织学显示A组结构致密,细胞外基质分布更均匀,与周围软骨及软骨下骨整合良好.A组GAG含量为(571.50±12.77) μg,优于B组(410.67±17.36) μg、C组(308.17±19.34) μg,差异有统计学意义(P＜0.01)、A组Ⅱ型胶原染色面积为(90.07±2.45)％,优于B组(79.53±4.72)％、C组(66.17±2.94)％,差异有统计学意义(P＜0.01).结论 骨软骨复合体移植物能实现早期固定并有效修复关节软骨缺损.
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三维培养骨软骨复合体融合研究
目的 探讨三维培养体系中构建骨软骨复合体的可行性.方法 取10周以内流产胚胎组织原代培养人胚胎干细胞,按1×1O7个/ml细胞数植入自制的微流控支架三维培养系统,分别用相应细胞因子诱导分化成骨细胞和软骨细胞.体外培养3 d后植入裸鼠体内,8周后取出标本进行组织学观察.结果 支架骨端孔隙率为45%,孔径为125～150 μm;软骨端孔隙率为85%,孔径150～250 μm.组织学检查显示再造组织形成了骨和软骨复合组织,但是两者之间仍有界限,完全融合失败.结论 三维培养骨软骨复合体,可成功再造出骨软骨复合组织,但是完全融合尚需增加支架软骨端的孔隙率和孔径,以及延长体内培养的时间.
