研究目的:关节软骨损伤往往造成不可逆性的关节疾病,给病人带来极大痛苦,影响患者生活。数十年以来,丝素蛋白由于其杰出的生物相容性被广泛用于制备软骨组织工程支架;静电纺丝技术亦被应用于多种纳米多孔支架的制备。然而,单纯的电纺纳米纤维并不适合用作关节软骨缺损修复的支架。本研究将研制一种新型的嵌入式静电纺丝纳米纤维水凝胶支架,并评价其复合生长因子TGF-β1修复大鼠关节软骨全层缺损的效果。材料和方法:通过静电纺丝技术将丝素-甲壳素混合溶液电纺成纳米纤维,经球磨形成短纤维,加入到丝素溶液中混匀,添加交联剂乙二醇二缩水甘油醚,再经低温冷冻交联获得嵌入式静电纺丝纳米纤维水凝胶。通过场发射扫描电子显微镜仪测试材料的微观形貌,傅里叶红外变换光谱分析材料成分和丝素的结晶度;测量扫描电镜照片中100个孔隙直径获得水凝胶的孔径大小和孔隙率;使用CCK-8评估支架的细胞毒性;通过扫描电镜观察细胞支架共培养24小时后细胞粘附的位置和数量了解软骨细胞的粘附能力。使用CCK-8计算支架上的细胞在特定的时间点（1、4、7、14天）的数量分析细胞的增殖能力;使用细胞活死染色盒在特定时间点（1、2、3周）染色支架上的细胞并在共聚焦显微镜下观察分析细胞活性。将支架异位移植于SD大鼠的皮下,支架材料复合生长因子TGF-β1正位移植于SD大鼠膝关节软骨全层缺损处。皮下样品于术后4周取出,拍照、固定、脱水、包埋、切片,进行HE染色,观察支架内细胞生长和材料降解水平。为测试支架的免疫原性,部分样品提取总RNA,通过RT-PCR检测炎症因子IL-1、IL-6、TNF-α的表达水平。原位移植样品分别于术后6个月和12个月取出。拍摄大体照片后固定、脱钙、脱水、包埋、切片,进行HE和番红-O/固绿染色及Sox-9、COLII免疫荧光染色。根据ICRS评分量表评价软骨修复的质量。结果:扫描电镜图像显示嵌入式纳米纤维丝素水凝胶的孔径呈不规则六边形,平均直径79.3±13.7μm,孔壁出现纳米纤维造成的栅栏状粗糙表面,孔隙率92.56±0.34%。红外分析显示水凝胶中存在丝素和甲壳素的特征峰,丝素和甲壳素存在共价结合,交联后丝素结晶度增高。细胞毒性实验显示该水凝胶的生物相容性良好,无毒性。细胞增殖实验结果显示该水凝胶对软骨细胞的增殖均有促进作用（P<0.05,P<0.01）。扫描电镜图像显示软骨细胞更倾向于粘附在栅栏状粗糙表面处。荧光共聚焦图像表明软骨细胞在纳米纤维水凝胶上生长良好,细胞活性高于其他组。对于体内实验,ICRS大体评分显示6周时,TGF-β1组评分最高（P<0.001,P<0.01）。ICRS组织学评分结果显示支架内有新生软骨组织长入,其中TGF-β1组质量最好（P<0.001,P<0.05）。12周时,ICRS大体评分结果显示空白支架组修复效果明显提高,与TGF-β1组无明显差异（P>0.05）。ICRS组织评分显示空白支架组的新生软骨质量与TGF-β1组相比有明显提高（P<0.05）。COLII免疫荧光半定量分析结果显示:6周时TGF-β1组新生软骨组织的COLII含量最高;12周时,空白支架组与TGF-β1组COLII含量无明显差异（P>0.05）。结论:本研究制备了一种仿天然关节软骨细胞外基质主要成分、且具有独特纳米纤维状微观结构的新型软骨组织工程支架。该支架有利于软骨细胞的粘附和增殖,并能促进大鼠膝关节缺损处的软骨组织再生。该支架复合TGF-β1可有效修复大鼠关节软骨缺损,为临床修复关节软骨缺损提供了一种可供参考的治疗手段。