半月板是位于膝关节间隙内的“半月形”纤维软骨组织,具有承重、传递负荷、稳定膝关节、营养和润滑关节软骨等功能,半月板损伤是临床上的常见疾病,损伤后会引起患者剧烈疼痛,关节肿胀和膝关节交锁等症状。由于半月板内部2/3区域无血管分布,一旦发生损伤,很难通过自身修复而愈合,临床上针对此类损伤采用半月板部分切除术或全部切除术治疗,但半月板切除后会进一步造成骨性关节炎的过早发生,因此,目前的治疗手段是尽可能修复和保留完整的半月板,而组织工程技术的出现为半月板损伤提供了一种新的治疗手段。组织工程化半月板是将种子细胞接种到支架材料上,在生物反应器内培养一段时间来构建工程化半月板,然后通过移植替代损伤的半月板。组织工程三要素的包括种子细胞,支架和生物反应器,其中支架是组织工程技术中至关重要的一环,其为种子细胞的粘附,增殖和分化提供理想的场所,是工程化半月板制备成功的关键。理想的半月板支架应具备良好的生物相容性,一定的机械力学特性和一定的三维多孔形态结构、孔隙率和内表面积。因此本试验选用聚己内酯(polycaprolactone,PCL)材料,利用3D打印技术制作三种不同孔隙率的支架,而后通过压缩模量检测筛选出最优力学性能的支架,并检测其理化特征;再通过细胞初始粘附数计数、CCK-8增殖试验和扫描电镜观察对比I型鼠尾胶原涂层能否提高聚己内酯支架的细胞亲和性;最后将支架移植入体内,12周后通过大体观察,膝关节功能评分,剖检观察,组织学观察和Mankin,s评分研究膝关节功能恢复情况、PCL支架上的组织生成情况和支架对于关节软骨的保护作用。研究结果如下:1利用3D打印技术成功制备了孔隙率为61.96%±0.66%,压缩模量为4.56±0.28MPa的聚己内酯支架,支架降解性,亲水性能不佳。2在涂和不涂I型鼠尾胶原的聚己内酯支架上接种犬骨髓间充质干细胞,通过初始细胞粘附数计数,CCK-8增殖试验和扫描电镜观察发现,经I型鼠尾胶原表面处理后,聚己内酯支架的细胞亲和性得到明显改善。3支架移植入体内12周后,通过大体观察,膝关节功能评分,剖检观察,组织学观察和Mankin,s评分发现,聚己内酯支架内部孔道有类纤维软骨组织生成,在体内的生物相容性良好,支架对于关节软骨具有一定的保护作用。结论:1利用3D打印技术制备的PCL支架是一种良好的适用于组织工程半月板的支架材料;2在PCL支架表面涂覆I型鼠尾胶原能够显著改善支架的细胞亲和性;3移植试验证实了PCL支架的体内生物相容性良好,可明显减轻关节软骨间的磨损,是一种有希望应用于临床的高分子材料支架。