【摘 要】
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目的:软骨组织工程（Cartilage tissue engineering,CTE）为全层软骨缺损的修复提供了新思路和新途径,这次研究主要目的是开发一种能够满足骨软骨特殊结构单元和成骨成软骨双向分化要求的仿生双相多孔支架,评估其用于修复全层软骨缺损的可行性。方法:基于明胶（Gelatin,Gel）、壳聚糖（Chitosan,CS）、丝素蛋白（Silk fibroin,SF）和羟基磷灰石（Hydr
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目的:软骨组织工程（Cartilage tissue engineering,CTE）为全层软骨缺损的修复提供了新思路和新途径,这次研究主要目的是开发一种能够满足骨软骨特殊结构单元和成骨成软骨双向分化要求的仿生双相多孔支架,评估其用于修复全层软骨缺损的可行性。方法:基于明胶（Gelatin,Gel）、壳聚糖（Chitosan,CS）、丝素蛋白（Silk fibroin,SF）和羟基磷灰石（Hydroxyapatite,Hap）分别制备4组软骨支架和5组软骨下骨支架,通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪（X-Ray Diffractometer,XRD）、孔隙率、吸水膨胀率和生物降解率研究及力学性能研究筛选出合适的软骨相和软骨下骨相支架,然后通过冷冻干燥和冻融相结合的方式开发一种能够满足骨软骨单元的特殊结构和成骨成软骨双向分化要求的仿生双相多孔支架,最后将其与骨关节炎患者分离提取的软骨细胞共培养,通过粘附率、细胞活死染色、鬼笔环肽染色和CCK8细胞活性增殖实验等方法评估仿生支架的生物相容性、细胞毒性以及为软骨组织再生提供合适微环境的能力。结果:软骨支架中,SF-CS-Gel支架具有合适孔径大小176±53.68μm和孔隙率80.15±2.57%,良好的吸水溶胀率1745±19%,合适的生物降解速率46.87±3.25%和机械性能;软骨下骨支架中,SF-CS-Gel-2%Hap支架具有212.89±62.22μm大小的孔径和合适的孔隙率75.19±3.47%,良好的吸水溶胀率1019±31%和生物降解速率37.09±1.41%及机械强度,Hap以结晶簇的方式沉积粘附在复合支架的孔壁,元素分析检测结晶簇内Ca/P比约为1.7,XRD图谱显示在25.7°、32.2°、33.0°、34.3°、40.3°、46.6°和49.6°附近观察到Hap的特征峰。在此基础上构建的仿生双相支架软骨相的平均孔径156.06±42.36μm,软骨下骨相的平均孔径214.38±65.82μm,在与软骨细胞共培养过程中,表现出良好的细胞粘附和增殖,使用活死细胞染色后,大部分细胞呈现绿色荧光,罕见死细胞,鬼笔环肽染色显示骨架蛋白排列规则,有聚集的趋势,三维支架中的细胞形态与在体内一样保持原始形态生长。结论:制备的新型仿生双相多孔支架不仅可以模仿关节软骨、钙化软骨和软骨下骨的结构特征,满足天然骨软骨组织的异质和分层结构的要求,而且具有良好的生物相容性,能够为营养物质的转运和细胞附着、增殖和立体生长提供的良好的网状骨架和微环境,从而为全层软骨缺损的治疗提供新的选择。
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