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本文构建了纤维蛋白凝胶填充聚乳酸-乙醇酸(PLGA)支架用于关节软骨缺损的修复。采用明胶微球为致孔剂制备了平均孔径为350μm、孔隙率为87%的PLGA多孔支架。利用纤维蛋白凝胶的溶胶-凝胶过程,将纤维蛋白凝胶负载于PLGA多孔支架中构建复合体系。纤维蛋白凝胶能够均匀地填充PLGA支架的孔隙,在PLGA大孔中充满了直径200nm左右的纳米纤维填充物。体外软骨细胞共培养表明,虽然填充支架与PLGA支架在细胞增殖上无明显差别,但填充支架能够更好地维持软骨细胞的正常表型,促进细胞分泌粘多糖(GAGs)。评价了PLGA支架在37℃的磷酸盐缓冲液(PBS, pH=7.4)和兔关节软骨缺损处的降解性能。体外降解表明PLGA分子量半衰期为6周；24周后,PLGA的分子量降低到初始分子量的7%。植入体内的PLGA表现出更快的降解速率,12周后,分子量降低到初始分子量的4%。将异体骨髓间充质干细胞(BMSCs)负载于PLGA/纤维蛋白凝胶复合支架中,植入新西兰大白兔关节软骨全层缺损(直径3mm,深度4mm)处,以PLGA/BMSCs作为对照组。12周后取样,切片后进行苏木素-伊红染色(H-E)、过碘酸雪夫碱(PAS)染色GAGs、Ⅱ型胶原免疫组化染色。结果表明实验组新生软骨表面连续,软骨层厚度甚至稍厚于正常关节软骨厚度；新生软骨组织和周围正常软骨组织连接较好；软骨层中细胞密度接近正常关节软骨,深层细胞呈现明显陷窝状；宿主接近的新生组织中富含GAGs和Ⅱ型胶原,但着色稍弱于周围正常软骨,缺损中心区域有较少的GAGs、未见Ⅱ型胶原沉积。对照组主要生成纤维组织,新生组织PAS和Ⅱ型胶原染色的着色强度明显弱于实验组。表明纤维蛋白凝胶填充的PLGA多孔支架比单一的PLGA支架有更好的软骨修复能力。采用CM-Dil标记异体BMSCs,负载于PLGA/纤维蛋白凝胶中植入兔关节软骨缺损处。小动物成像系统发现即使在植入12周后依然可见红色荧光位于缺损区域,冰冻切片结果也表明植入的BMSCs在12周后依然存活。为了进一步提高关节软骨的修复效果,将转化生长因子-β1 (TGF-β1)负载于该复合支架中,构建PLGA/纤维蛋白凝胶/BMSCs/TGF-β1复合体系,将该复合体系植入到兔关节软骨全层缺损(直径4mm,深度4mm),以PLGA/纤维蛋白凝胶/BMSCs为对照组。12周后,实验组新生组织填充整个缺损区域,软骨层厚度接近正常软骨,软骨下骨和潮线恢复良好,软骨层和软骨下骨连接一致；整个新生软骨层中富含GAGs和Ⅱ型胶原,其中的细胞为典型软骨细胞的表型,细胞密度接近正常软骨。不含TGF-β1的对照组,宿主附近的新生组织中富含GAGs和Ⅱ型胶原,着色稍弱于周围正常软骨,缺损中心主要生成纤维组织；荧光定量聚合酶链式反应(qRT-PCR)的结果也证实了实验组软骨特异性基因的表达显著高于对照组。说明负载TGF-β1的复合支架能更好地促进关节软骨缺损的修复。为了克服生长因子易失活价格昂贵等缺点,将基因治疗引入PLGA/纤维蛋白凝胶复合支架。采用季铵化壳聚糖(TMC)作为质粒DNA (pDNA)的载体,通过TMC和pDNA之间的静电作用,将pDNA压缩形成纳米复合粒子。在2D培养系统中,TMC/pDNA对BMSCs的转染效率为9%。采用能够表达TGF-β1的质粒DNA (pDNA-TGF-β1)转染BMSCs能够在10天内持续表达TGF-β1将构建的PLGA/纤维蛋白凝胶/BMSCs/(TMC/pDNA-TGF-β1)植入兔关节软骨全层缺损处(直径4mmm,深度4mm),以无pDNA或无BMSCs为对照组。实验组2周和4周取样,western blotting和qRT-PCR检测到异种的TGF-β1的表达,但随时间延长TGF-β1的量减少。实验组12周取样发现缺损处填满半透明的组织,表面平整,与周围组织的界限已不明显。组织学染色发现,新生组织厚度接近正常软骨,与宿主组织连接较好,较难找出缺损位置；整个新生软骨层中PAS和Ⅱ型胶原着色均匀,且和正常软骨差别；细胞为典型软骨细胞的表型,有明显的软骨陷窝出现；软骨下骨和潮线恢复良好,软骨层和软骨下骨连接一致；qRT-PCR的结果也证实了软骨特异性基因的表达显著上调。不含pDNA组,宿主附近的新生组织中富含GAGs和Ⅱ型胶原,着色稍弱于周围正常软骨,但缺损中心仍有1mm左右的区域未修复；未加入BMSCs组,则主要生成了纤维组织,基本未见软骨样组织。负载功能DNA能够原位转染BMSCs、表达TGF-β1,能促进BMSCs向软骨细胞分化及软骨特异性基质的合成,促进缺损关节软骨的修复。