Ⅰ型胶/硫酸软骨素-多孔钛复合骨髓间充质干细胞修复骨软骨缺损

【作者】 段鑫； 项舟；

【机构】 四川大学华西医院骨科；

【摘要】 [目的]设计并制作一种新型双相支架-Ⅰ型胶原/硫酸软骨素-多孔钛,并对其生物相容性进行测定,观察其做为植入材料对骨软骨缺损的修复效果。[方法](1)采取贴壁培养法培养比格犬骨髓间充质干细胞,将Ⅰ型胶原硫酸软骨素溶解在乙酸中,做成浆液,将多孔钛做成直径6 mm并且高3 mm小钛粒,并且在钛粒上制作4个1 mm直径小孔。将钛粒放入模具中,将Ⅰ型胶原/硫酸软骨素浆液倒入模具上层进行冻干,再将为交联材料在105度条件下交联24 h。使用羟基丁二酰亚胺与碳化二亚胺材料化学交联。将做好双相材料进行电镜检测。将能谱成分分析测定多孔钛成分。将骨髓间充质干细胞种植入材料软骨相中;(2)建立成年比格犬膝关节滑车部位深度骨软骨缺损。将12只比格犬随机分为三组,A组为Ⅰ型胶原/硫酸软骨素-多孔钛支架材料加骨髓间充质干细胞组,B组为Ⅰ型胶原/硫酸软骨素-多孔钛支架材料组,C组为空白对照组;(3)将12只健康成年比格犬的24个膝关节滑车部位制造6 mm直径5 mm深缺骨软骨缺损。将12只比格犬随机分为三组,A组为Ⅰ型胶原/硫酸软骨素-多孔钛支架材料加骨髓间充质干细胞组,B组为Ⅰ型胶原/硫酸软骨素-多孔钛支架材料组,C组为空白对照组。术后12周取材检测,检测内容包括:大体观察,Micro-CT扫描三维重建,不脱钙硬组织切片甲苯胺蓝染色,脱钙组织的HE,Masson染色,番红O染色及Ⅰ型和Ⅱ型胶原免疫组化染色,最后行骨软骨修复的改良的Wakitani评分。[结果]大体观察上可见A组可见软骨覆盖,B组与C组软骨未见明显修复。Micro-CT三维重建观察可见A组与B组多孔钛与宿主骨质结合紧密,C组未见明显骨修复。硬组织切片可见A组与B组骨质长入多孔钛中,多孔钛与修复软骨之间有骨质连接。C组经可见少量骨岛。HE,Masson,番红O染色及Ⅰ型和Ⅱ型胶原免疫组化观察到A组中软骨主要由软骨样组织修复,B组与C组中软骨部分由纤维结缔组织修复。改良Wakitani评分显示A组为14.5±1.5,B组为8.5±1.5,C组为3.33±0.75,A组与B组或C组比较P<0.01,有统计学差异。[结论]本实验设计出的Ⅰ型胶原/硫酸软骨素-多孔钛双相支架制作简单,具有较强的生物相容性,能有效承载骨髓间充质干细胞至缺损区,并促使其分化,再生出新软骨,是良好组织工程支架。更多还原