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随着社会不断发展进步,人口日趋老龄化,全民健身理念的兴起,高能量创伤及运动伤频发,关节软骨损伤成为临床的常见病、多发病。骨关节软骨自身无滋养血管及淋巴组织,一旦发生损伤,通常无法完成自我修复。而作为创伤骨科医生,每年需接诊大量累及关节面的复杂骨折,通常只关注了骨性结构的复位而忽视了关节软骨的损伤情况,且早期的关节软骨损伤也大都较为隐匿,常常因此延误了治疗的最佳时机,加速软骨损伤进展,导致创伤性骨关节炎的形成,关节长期疼痛,关节活动受限,甚至最终导致置换关节,严重影响患者的生活质量。随着健身运动,健康理念的普及流行,不正确的运动方式导致频发运动损伤,骨关节软骨损伤发病人群日趋年轻化。传统针对骨关节软骨损伤的保守和手术治疗方式选择多种多样,但均存在各种问题,而损伤处预后大都为纤维软骨修复,生物力学性能差,只起到缓解症状的效果,并不能有效阻断骨关节炎的进展,治标不治本。因此,如何有效修复、再生受损或缺失的关节软骨具有重大研究意义,寻找合适的软骨修复材料一直以来也是困扰骨科医生的棘手难题。近年来,随着组织工程技术和生物材料技术的不断创新,我们发现水凝胶的三维网状结构与正常关节软骨结构相似,因此水凝胶作为软骨修复材料引起了人们的广泛兴趣。目前,有多种来源的天然或人工合成的水凝胶材料（如聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯、壳聚糖、透明质酸等）已应用于关节软骨损伤修复,显示出一定的治疗效果。然而,这些水凝胶大都存在力学（如抗压、抗应变等）强度低、易破碎变形,以及生物相容性和生物活性欠佳等特点,缺乏刺激软骨细胞增殖及诱导干细胞分化等特性,作为人工软骨修复材料仍不能令人满意。本课题拟通过技术创新,将富含生命功能元素的纳米锂藻土（n-LP）与小麦蛋白（WP）复合,同时负载氨基葡萄糖（GA）,构建负载氨糖的纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（n-LWG）新型软骨修复材料,并探索其在软骨修复中的潜在应用价值。第一部分:载氨糖纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（n-LWG）的制备及其相关理化性质研究我们首先采用溶胶凝胶法原位复合制备纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶。我们首先选用硅酸钠,氢氧化锂及氢氧化镁制备纳米锂藻土（n-LP）作为基础。再将定量的醇溶小麦蛋白（WP）与不同浓度（0%,10w%,20w%）的n-LP混合共浴,并加入京尼平作为交联剂发生交联反应,制备出三种纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（WP,n-LW10和n-LW20）。最后使其负载氨基葡萄糖（GA）,得到载氨糖纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（WP,n-LWG10和n-LWG20）。使用扫描电子显微镜对合成的复合水凝胶（WP,n-LW10和n-LW20）进行观察,对其理化性能（微观结构、吸水膨胀率、生物力学强度、氨糖释放趋势、体外降解率等）进行一些列表征。结果表明:n-LW20其三维网络状多孔结构构成的微环境对细胞的粘附生长、迁移、增殖均有促进作用,细胞相容性好。并且含有20w%纳米锂藻土（n-LP）的n-LWG20力学强度、粘弹性、吸水性、生物降解性、氨糖释放能力均比不含纳米锂藻土成分的WP和低n-LP浓度的n-LWG10更为优秀,并对BMSCs成软骨分化有促进作用,生物相容性好,且结果具有统计学差异。因此在后续的实验中我们将20w%纳米锂藻土（n-LP）设定为载氨糖纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（n-LWG）的最佳制备条件。第二部分:载氨糖纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（n-LWG）的体外生物学性能研究负载了氨糖的载氨糖纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（n-LWG）不仅有着与关节软骨相似的三维网状结构、更好的生物相容性和力学强度,所负载的氨糖,也进一步促进了其软骨修复能力。在本部实验中,将大鼠关节软骨细胞通过体外分离、培养、传代后,与材料共培养,通过CCK-8细胞增殖试验,Live/Dead染色测定其体外生物相容性,由PCR定量测试软骨相关基因的表达。用倒置显微镜观察软骨细胞形貌,细胞计数测定软骨细胞在材料表面的黏附率,用SEM观察软骨细胞在材料上形貌和黏附情况。最终通过共聚焦显微镜及扫描电镜（SEM）对材料表面细胞粘,生长情况的观察,我们可以发现相比于未加载氨糖的n-LW,负载氨糖的n-LWG对软骨细胞的黏附率高,通过q RT-PCR发现软骨相关基因SOX-9、Col-Ⅱ、Aggrecan（Agg）的表达显著增加,且具有统计学差异,因此得出结论,载氨糖纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（n-LWG）可协同生命功能元素进一步促进软骨细胞的生长,加速关节软骨损伤的修复与再生。第三部分:载氨糖纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（n-LWG）对关节软骨缺损修复效果的动物实验研究在前两部分的实验结论基础之上,我们通过构建兔膝关节软骨缺损模型,并植入前一部分实验中合成的水凝胶样品,并于术后第4、第8和第12周分别取材,进行骨缺损区大体观察,Micro-CT扫描、苏木精-伊红染色（H＆E Staining）、番红-固绿染色（Safarin O/fast green Staining）观察评估,以探究载氨糖纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（n-LWG）在体内的软骨缺损修复效果。结果显示:相较于对照组和未负载氨糖的n-LW,n-LWG组在植入后软骨损伤周围新生软骨量更多,HE染色图像及番红-固绿染色图像均显示周围新生组织及软骨细胞更为成熟,n-LWG具有优异的促进软骨缺损修复效果。因此可以认为,载氨糖纳米锂藻土/小麦蛋白复合水凝胶（n-LWG）在体内实验中也展现出优异的促软骨修复能力,并且有着良好的生物力学性能,组织相容性,经济性,有望成为可靠的商品化软骨修复产品。