新型多孔PVA及其復(fù)合物修復(fù)兔膝關(guān)節(jié)骨軟骨缺損的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、目的：探討軟骨微環(huán)境對(duì)MSCs的影響，研究多孔聚乙烯醇(PVA)及其復(fù)合物的性能與生物相容性，初步觀察新型骨軟骨一體化多孔材料、聚酰胺66/納米羥基磷灰石(PA66/n-HA)、聚乙烯醇/明膠(PVA/Gel)修復(fù)兔膝關(guān)節(jié)骨軟骨缺損的效果。． 方法： ①以兔關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞回收液模擬軟骨微環(huán)境，并與MSCs進(jìn)行單層共培養(yǎng)，采用鏡下觀察、組織學(xué)染色、Ⅱ型膠原原位雜交的方法觀察其相互影響。 ②采用乳化發(fā)泡-冷凍

2、固化-去除表面活性劑法獲得多孔PVA、PVA/n-HA、PVA/Gel和聚乙烯醇/殼聚糖(PVA/Cs)，并采用圖像分析、力學(xué)測(cè)試、MTT法、流式細(xì)胞儀、ELISA法、與MSCs復(fù)合培養(yǎng)法、肌肉植入實(shí)驗(yàn)檢測(cè)材料性能和生物相容性。 ③以多孔PVA或PVA/n-HA為上層材料，多孔PA66/n-HA為下層材料，制得一體化多孔材料PVA/PA66/n-HA和PVA/n-HA/PA66/n-HA，采用撕裂試驗(yàn)觀察上下層間的結(jié)合強(qiáng)度，并植

3、入兔膝關(guān)節(jié)骨軟骨缺損處觀察其修復(fù)效果。 ④以PA66/n-HA復(fù)合MSCs略低于周圍軟骨平面植入骨軟骨缺損處，觀察其修復(fù)效果。⑤以Tween 20為致孔劑制得多孔：PVA/Gel，并植入兔膝關(guān)節(jié)缺損處，2周后，行第2次手術(shù)注射MSCs到材料上，觀察其修復(fù)效果。 結(jié)果： ①M(fèi)SCs與軟骨細(xì)胞共培養(yǎng)可以發(fā)生相互影響，當(dāng)MSCs與軟骨細(xì)胞比例為2：1時(shí)，對(duì)維持軟骨細(xì)胞外基質(zhì)的分泌和促進(jìn)軟骨細(xì)胞Ⅱ型膠原mRNA的表達(dá)是較

4、有利的；軟骨細(xì)胞的培養(yǎng)回收液可以引起MSCs形態(tài)上的輕度類軟骨樣改變和誘導(dǎo)MSCs Ⅱ型膠原mRNA的強(qiáng)表達(dá)，但細(xì)胞有肥大現(xiàn)象； MSCs回收液則對(duì)軟骨細(xì)胞Ⅱ型膠原表型的維持有一定作用。 ②制得的多孔PVA及其復(fù)合物，親水性好，有100～300μm的大孔和10gm以下的微孔兩級(jí)孔結(jié)構(gòu)，孔與孔之間相互相互貫通，孔隙率在80％左右，有一定韌性和彈性。MTT法、肌肉植入、ELISA．法、流式細(xì)胞儀檢測(cè)表明，材料清洗3天，會(huì)有一定的表面

5、活性劑(OP)殘留，對(duì)材料生物相容性有一定負(fù)面影響；PVA復(fù)合物中以PVA/Gel、PVA/n-HA、PVA的生物相容性較好，其中，PVA/Gel與MSCs黏附較好，PVA/Cs也能與MSCs黏附，但肌肉植入該材料早期炎性反應(yīng)較重，且在體外對(duì)軟骨細(xì)胞增殖不利。 ③一體化多孔PVA/PA66/n-HA上下層之間的結(jié)合強(qiáng)度約4．0±2．21N。植入膝關(guān)節(jié)4月后，PVA/n-HA/PA66/n-HA的軟骨修復(fù)效果優(yōu)于PVA/PA66/

6、n-HA，兩組的下層材料均有膠原和骨組織長(zhǎng)入。 ④以PA66/n-HA復(fù)合MSCs植入骨軟骨缺損處，并略低于周圍軟骨平面，4個(gè)月后軟骨修復(fù)效果較為理想，修復(fù)的軟骨主要表達(dá)Ⅱ型膠原，少量表達(dá)Ⅰ型膠原。 ⑤制得的多孔PVA/Gel也有100μm以上的大孔和10μm以下的微孔兩級(jí)孔結(jié)構(gòu)，孔隙率約76％，孔與孔間相互貫通；采用2次手術(shù)的方法注射MSCs到關(guān)節(jié)缺損處的材料上，可以有效的促進(jìn)軟骨修復(fù)，修復(fù)的軟骨已十分接近透明軟骨(術(shù)

7、后4月)，但材料穩(wěn)定性還不夠。 結(jié)論：軟骨細(xì)胞與軟骨細(xì)胞回收液所模擬的軟骨微環(huán)境對(duì)MSCs向軟骨方向分化有一定的誘導(dǎo)作用，這為采用MSCs作為種子細(xì)胞修復(fù)軟骨損傷提供了證據(jù)，也為誘導(dǎo)MSCs向軟骨細(xì)胞方向分化提供了一個(gè)新思路；PA66/n-HA在骨軟骨損傷的修復(fù)中起了關(guān)鍵作用，能夠維持即刻穩(wěn)定和遠(yuǎn)期穩(wěn)定；PVA/Gel是一種較好的軟骨修復(fù)材料，未來需進(jìn)一步尋找增加PVA黏附性的新方法，如進(jìn)行表面修飾、添加其他材料等或制成可降解P