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骨软骨损伤是一种常见的骨科疾病,易造成关节疼痛,严重影响人们的日常生活。由于骨软骨界面结构的复杂和关节软骨结构特殊、自我修复和再生能力有限,在临床治疗仍存在较大的挑战。本实验室前期通过控制不同的脱钙时间制备出不同基质刚度的脱钙骨基质(decalcified bone matrix,DBM)支架。本文从生物力学角度出发,构建了一种具有三层不同基质刚度结构的的脱钙骨支架,结合纤维蛋白原(fibrinogen,Fg)优良骨再生性能对DBM进行修饰表衬;探讨了Fg修饰的不同基质刚度支架(Fg+DBM)对骨软骨损伤修复的影响。在支架上接种MSCs,研究了支架对MSCs细胞活性、成骨和成软骨分化的作用;将支架移植到SD大鼠皮下,考察了支架对内源性细胞浸润、血管生成及内源性细胞成骨和成软骨分化的影响;将支架植入新西兰大白兔骨软骨损伤部位,考察支架对骨软骨损伤修复的情况。研究中获得了以下主要结论:(1)成功制备Fg修饰三层具有不同刚度的DBM支架使用E1000拉伸机进行压缩测试,实验结果证明,所制备的支架能够很好地模拟正常关节软骨结构三层不同基质刚度(High:174.208±44.330 MPa、Medium:21.214±6.922 MPa、Low:0.67833±0.269 MPa),且Fg修饰不会对支架基质刚度产生影响。(2)支架可促进MSCs增殖、促不同层上MSCs分别向成骨和成软骨分化支架与MSCs生物相容性较好,Fg不影响细胞胞外基质的分泌和胶原纤维的沉积。碱性磷酸酶(alkaline pho sphatasr,ALP)染色、Ⅰ型胶原(ColⅠ)、骨桥蛋白(osteopontin,OPN)及骨钙蛋白(osteocalcin,OC)免疫组化结果发现:High组Fg+DBM支架能够有效促进MSCs成骨分化,这说明High组Fg+DBM支架具有较强的成骨能力。番红O-固绿染色、Ⅱ型胶原(ColⅡ)和Ⅹ型胶原(ColⅩ)免疫组化染色结果发现,支架Medium和Low组Fg+DBM支架能够促进MSCs成软骨分化,这说明Medium和Low组Fg+DBM支架具有较强的成软骨能力。(3)支架在体内促血管生成及内源性细胞在不同层分别向成骨和成软骨分化研究发现,Medium和Low组DBM支架在皮下移植8周较High组发生了明显的降解,这说明Medium和Low组DBM支架具有更高的降解能力。Fg+DBM支架与DBM支架相比,Medium和Low组明显降解。High组Fg+DBM支架具有更好的促进微血管的生成能力。ColⅠ、ColⅡ及ColⅩ免疫组化染色结果发现,支架在皮下移植4周和8周后,High组Fg+DBM支架能够促进内源性细胞成骨分化,Medium和Low组Fg+DBM支架能够促进内源性细胞软骨分化。这说明内源性细胞在High组Fg+DBM支架具有一定促成骨再生能力,Medium和Low组Fg+DBM支架具有一定的促软骨再生能力。兔骨软骨缺损术后4周取样,大体观察发现Fg+DBM支架较DBM支架具有更好的骨软骨组织修复能力。