關(guān)節(jié)軟骨組織工程研究：自體生長因子或分化后的胚胎干細胞復合雙層膠原支架修復關(guān)節(jié)軟骨缺損.pdf

1、背景： 關(guān)節(jié)軟骨損傷是骨科臨床的常見疾病，而成熟關(guān)節(jié)軟骨的自身修復能力較差，如果不給予治療，持續(xù)發(fā)展會導致骨關(guān)節(jié)炎，給患者帶來很大痛苦。傳統(tǒng)治療方法包括清創(chuàng)術(shù)、微骨折術(shù)、骨軟骨移植等，能獲得一定療效但不能維掙長期效果和治療較大缺損。新興的組織工程方法有可能治療大面積的軟骨缺損。支架和種子細胞是組織工程的兩個重要因素，針對當今支架和種子細胞存在的一些局限，本研究設計了新型的具有疏松層和致密層的雙層膠原支架并探求利用自體生長因子或胚

2、胎干細胞來源的間充質(zhì)干細胞修復軟骨缺損。本研究分三個階段： 一、支架的研究：探求雙層支架如何放置更利于修復軟骨； 二、支架復合生長因子的研究：探求雙層膠原支架復合自體來源的富含血小板血漿是否能協(xié)同作用促進軟骨的修復； 三、支架復合種子細胞的研究：探求雙層膠原支架復合胚胎干細胞來源的間充質(zhì)干細胞修復軟骨缺損的效率。 第一部分雙層膠原支架修復關(guān)節(jié)軟骨缺損的研究 目的：本研究制備具有疏松層和致密層的雙層

3、膠原支架修復軟骨缺損，并比較支架如何放置更適合軟骨的修復。 方法：11只新西蘭大白兔分為兩組，A組：致密層向上組，B組：致密層向下組。在雙膝髕股關(guān)節(jié)股骨髁部位做全層軟骨缺損(厚度3mm，直徑4mm)，將支架分別按致密層向上、向下植入缺損處。分別于術(shù)后6周和12周處死動物，進行大體觀察，組織學觀察和力學測試。 結(jié)果：術(shù)后6周和12周，與A組比較，B組在軟骨缺損修復處有含量較多的透明軟骨，有較高的GAG含量，6周后A、B組的

4、組織學評分分別為5.7+／-2.1、4.3+/-1.8，12周后A、B組修復組織的組織學評分分別為10+/-1.4、8.7+／-2.1。12周的力學測試,A組彈性模量值0.169+/-0.057MPa,B組彈性模量值為0.133+/-0.023MPa，B組修復組織的彈性模量明顯高于A組(P<0.05)。 結(jié)論：雙層膠原支架能修復軟骨缺損，其放置方式不同對修復結(jié)果產(chǎn)生影響，致密層向下放置的修復效果優(yōu)于致密層向上的雙層膠原支架。

5、 第二部分雙層膠原支架復合自體來源的富含血小板的血漿修復軟骨缺損的研究 目的：微骨折術(shù)是一種利用釋放骨髓來源的間充質(zhì)干細胞來修復軟骨損傷的一種常用的治療方法，但是這種方法只能治療較小的軟骨缺損(<2 cm2)。本研究目的是研究自體來源的富含血小板的血漿(PRP)復合膠原支架是否能協(xié)同作用修復較大的軟骨缺損。 方法：38只新西蘭大白兔膝關(guān)節(jié)隨機分為3組,A組：對照組，B組：膠原支架組，C組：PRP復合膠原支架組。在雙膝

6、髕股關(guān)節(jié)股骨髁部位做全層軟骨缺損(厚度3mm,直徑4mm，)，分別給予未處理、植入膠原支架和植入膠原支架復合PRP。分別于術(shù)后6周和12周處死動物，進行大體觀察，組織學觀察和評分，以及力學測試。 結(jié)果：在術(shù)后6周和12周，在這三組之中，C組軟骨缺損處有含量最多的透明軟骨，c組的GAG含量和組織學評分都高于其它兩組，6周時A、B、C組的組織學評分分別為3.0+/-1.41、5.3+／-2.12、8+／-2.12，12周時分別為5.

7、0+/-1.41、10.3+／-2.12、12.7+/-3.51。12周的力學測試表明C組和B組修復組織的彈性模量明顯高于A組,B組為0.124+／-0.024MPa，C組為0.140+/-0.037MPa，A組為0.087+／-0.012 MPa(P<0.05)。 結(jié)論：自體來源的PRP復合膠原支架能協(xié)同作用，促進透明軟骨的生成，促進軟骨缺損的修復。本研究結(jié)果提示PRP復合膠原支架能修復較大面積的軟骨缺損，從而有可能取代部分臨

8、床上治療軟骨缺損的自體軟骨移植或骨軟骨移植。 第三部分雙層膠原支架復合胚胎干細胞來源的間充質(zhì)干細胞修復軟骨缺損的研究 目的：本研究利用新的種子細胞-胚胎干細胞來源的間充質(zhì)干細胞(hESC-MSCs)復合雙層膠原支架修復軟骨缺損的效率。 方法：16只SD大鼠分為兩組，A：膠原支架組；B：膠原支架復合hESC-MSCs組。在雙膝髕股關(guān)節(jié)股骨髁部位做全層軟骨缺損(厚度2mm,直徑2mm),分別給予植入膠原支架和植入膠原

9、支架復合hESC-MSCs處理。于術(shù)后4周和8周處死動物，進行大體觀察，組織學觀察及力學測試。 結(jié)果：術(shù)后4周和8周，B組軟骨缺損修復處有含量較多的透明軟骨，GAG含量高于A組。4周時A組彈性模量是0.031+／-0.0082MPa,B組是0.0322+／-0.014MPa,8周時A組彈性模量是0.035+／-4)．012 MPa，B組是0.040+／-0.014 MPa。 結(jié)論：hESC-MSCs復合雙層膠原支架能存活