組織工程椎間盤雙相支架的制備與性能評估.pdf

1、目的：以天然豬骨脫鈣基質(zhì)明膠(BMG，主要成分含I型膠原)和軟骨細胞外基質(zhì)(CECM，主要成分為Ⅱ型膠原/GAG)為材料，利用仿生學(xué)原理研制新型纖維環(huán).髓核雙相支架，并探討其作為組織工程椎問盤支架的可行性。
　　方法：
　　1.纖維環(huán)支架：取豬股骨近端松質(zhì)骨，環(huán)鉆鉆取外徑10mm、內(nèi)徑5mm、厚3mm的中空環(huán)狀骨環(huán)，高壓水沖洗，依次進行脫脂、脫鈣、脫細胞等處理，制成中空環(huán)狀脫鈣骨基質(zhì)明膠為材料的椎間盤纖維環(huán)支架。評估支架材料

2、的孔徑和孔隙率、吸水率，采用微型力學(xué)測試機行力學(xué)測試，采用分離培養(yǎng)的兔脂肪干細胞和MTT法分析支架浸提液毒性。
　　2.纖維環(huán)-髓核雙相支架：將豬關(guān)節(jié)軟骨粉碎采用梯度離心法選取5μm～100μm軟骨微絲，脫細胞等處理后制備成質(zhì)量體積比為3.5％的懸液，將軟骨漿料懸液注入中空環(huán)狀脫鈣骨基質(zhì)纖維環(huán)支架中央冷凍凍干，采用紫外線以及化學(xué)交聯(lián)劑碳化二亞胺等對支架進行交聯(lián)。行組織學(xué)及掃描電鏡觀察，測定支架孔徑和孔隙率、吸水率。將兔脂肪干細胞種

3、植在支架上，倒置顯微鏡以及掃描電鏡觀察細胞在支架上的粘附以及生長情況。
　　3.雙相纖維環(huán)支架：取豬掌骨中央圓形區(qū)域，鋸取厚5mm的皮質(zhì)骨-松質(zhì)骨環(huán)，沖洗、脫鈣、脫細胞制成皮質(zhì)骨-松質(zhì)骨環(huán)雙相纖維環(huán)支架。觀察支架的孔徑及孔隙，測定吸水率及孔隙率，用微型力學(xué)測試機行力學(xué)測試。
　　結(jié)果：
　　1.纖維環(huán)支架：以松質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)明膠制備的纖維環(huán)支架為乳白色的環(huán)形多孔結(jié)構(gòu)，孔徑大致均勻，孔隙相通。濕性狀態(tài)下質(zhì)地柔軟。HE染色

4、顯示組織內(nèi)無細胞結(jié)構(gòu)殘留。光鏡及掃描電鏡示支架孔隙均勻，支架纖維環(huán)部孔徑為401.4±13.1μm，孔隙率為62.12±1.52％，吸水率為409.77±11.34％。生物力學(xué)結(jié)果示支架的彈性模量為47.75±6.32MPa。細胞增殖曲線顯示不同濃度支架浸提液與對照DMEM培養(yǎng)液吸光度值比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
　　2.纖維環(huán)-髓核雙相支架：以松質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)明膠與軟骨細胞外基質(zhì)構(gòu)建的纖維環(huán)-髓核雙相支架為淡黃白色

5、的圓形多孔結(jié)構(gòu)，孔隙相通，濕性狀態(tài)下質(zhì)地柔軟?？讖酱笾戮鶆颍w維環(huán)部孔徑大于髓核部，支架髓核部孔徑為101.3±22.5μm，孔隙率為83.24±4.31％，吸水率為421.45±8.43％，支架總體彈性模量為53.45±3.21MPa。HE染色顯示組織內(nèi)無細胞結(jié)構(gòu)殘留。光鏡及掃描電鏡示支架孔隙均勻。倒置顯微鏡下細胞在支架上粘附良好。掃描電鏡下細胞在支架上有良好的粘附，分布均勻，生長良好。
　　3.纖維環(huán)雙相支架：以皮質(zhì)骨-松質(zhì)骨

6、環(huán)制備的的纖維環(huán)雙相支架為淡黃色類圓形多孔結(jié)構(gòu)，孔徑、孔隙率以及吸水率比松質(zhì)骨纖維環(huán)支架小，孔隙率為51.41±2.71％，吸水率為350.15±3.21％。
　　結(jié)論：
　　1.以松質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)明膠制備的纖維環(huán)支架具有良好的孔隙率、孔徑、吸水率、生物相容性，彈性模量與纖維環(huán)在同一數(shù)量級。
　　2.以松質(zhì)骨脫鈣基質(zhì)明膠和軟骨細胞外基質(zhì)制備的纖維環(huán)-髓核雙相支架具有良好的孔徑、孔隙率、生物力學(xué)強度和物相容性，在基質(zhì)成分