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目的探讨软骨微环境对MSCs的影响,研究多孔聚乙烯醇(PVA)及其复合物的性能与生物相容性,初步观察新型骨软骨一体化多孔材料、聚酰胺66/纳米羟基磷灰石(PA66/n-HA)、聚乙烯醇/明胶(PVA/Gel)修复兔膝关节骨软骨缺损的效果。方法①以兔关节软骨细胞和软骨细胞回收液模拟软骨微环境,并与MSCs进行单层共培养,采用镜下观察、组织学染色、Ⅱ型胶原原位杂交的方法观察其相互影响。②采用乳化发泡-冷冻固化-去除表面活性剂法获得多孔PVA、PVA╱n-HA、PVA/Gel和聚乙烯醇/壳聚糖(PVA/Cs),并采用图像分析、力学测试、MTT法、流式细胞仪、ELISA法、与MSCs复合培养法、肌肉植入实验检测材料性能和生物相容性。③以多孔PVA或PVA/n-HA为上层材料,多孔PA66/n-HA为下层材料,制得一体化多孔材料PVA/PA66/n-HA和PVA/n-HA/PA66/n-HA,采用撕裂试验观察上下层间的结合强度,并植入兔膝关节骨软骨缺损处观察其修复效果。④以PA66/n-HA复合MSCs略低于周围软骨平面植入骨软骨缺损处,观察其修复效果。⑤以Tween 20为致孔剂制得多孔PVA/Gel,并植入兔膝关节缺损处,2周后,行第2次手术注射MSCs到材料上,观察其修复效果。结果①MSCs与软骨细胞共培养可以发生相互影响,当MSCs与软骨细胞比例为2:1时,对维持软骨细胞外基质的分泌和促进软骨细胞Ⅱ型胶原mRNA的表达是较有利的;软骨细胞的培养回收液可以引起MSCs形态上的轻度类软骨样改变和诱导MSCsⅡ型胶原mRNA的强表达,但细胞有肥大现象;MSCs回收液则对软骨细胞Ⅱ型胶原表型的维持有一定作用。②制得的多孔PVA及其复合物,亲水性好,有100~3001ma的大孔和10μm以下的微孔两级孔结构,孔与孔之间相互相互贯通,孔隙率在80%左右,有一定韧性和弹性。MTT法、肌肉植入、ELISA法、流式细胞仪检测表明,材料清洗3天,会有一定的表面活性剂(OP)残留,对材料生物相容性有一定负面影响;PVA复合物中以PVA/Gel、PVA/n-HA、PVA的生物相容性较好,其中,PVA/Gel与MSCs黏附较好,PVA/Cs也能与MSCs黏附,但肌肉植入该材料早期炎性反应较重,且在体外对软骨细胞增殖不利。③一体化多孔PVA/PA66/n-HA上下层之间的结合强度约4.00±2.21N。植入膝关节4月后,PVA/n-HA/PA66/n-HA的软骨修复效果优于PVA/PA66/n-HA,两组的下层材料均有胶原和骨组织长入。④以PA66/n-HA复合MSCs植入骨软骨缺损处,并略低于周围软骨平面,4个月后软骨修复效果较为理想,修复的软骨主要表达Ⅱ型胶原,少量表达Ⅰ型胶原。⑤制得的多孔PVA/Gel也有100μm以上的大孔和10μm以下的微孔两级孔结构,孔隙率约76%,孔与孔间相互贯通;采用2次手术的方法注射MSCs到关节缺损处的材料上,可以有效的促进软骨修复,修复的软骨已十分接近透明软骨(术后4月),但材料稳定性还不够。结论软骨细胞与软骨细胞回收液所模拟的软骨微环境对MSCs向软骨方向分化有一定的诱导作用,这为采用MSCs作为种子细胞修复软骨损伤提供了证据,也为诱导MSCs向软骨细胞方向分化提供了一个新思路;PA66/n-HA在骨软骨损伤的修复中起了关键作用,能够维持即刻稳定和远期稳定;PVA/Gel是一种较好的软骨修复材料,未来需进一步寻找增加PVA黏附性的新方法,如进行表面修饰、添加其他材料等或制成可降解PVA;并与PA66/nHA结合,研制新的一体化多孔材料。