纳米HA/CS支架穿“靴”复合软骨样细胞修复兔关节软骨和软骨下骨缺损

Abstract

【目的】观察把骨髓间质干细胞(BMSCs)诱导成的软骨细胞与纳米羟基磷灰石/壳聚糖支架(nano-HA/CS scaffold)通过特殊的穿“靴”结构复合构建而成组织工程软骨复合体的可行性,并观察此复合体修复兔膝关节软骨及软骨下骨缺损的能力。【方法】原位复合和冷冻干燥相结合的方法制备nano-HA/CS 支架,用聚四氟乙烯制作成圆柱形“靴”结构。把BMSCs经软骨诱导液诱导成软骨细胞后,接种于穿“靴”的nano-HA/CS 支架底部,把细胞-支架复合物置入成软骨条件培养液中培养2周。扫描电镜观察nano-HA/CS 支架结构及细胞-支架复合体结构。30只新西兰大白兔的股骨髁制造直径4 mm、深8 mm的骨软骨缺损,随机分为实验组、对照组、空白组,于缺损处分别植入经穿“靴”结构复合的软骨支架复合体、不经穿“靴”结构复合的软骨支架复合体,空白组仅造缺损,4、12周后取材初步观察修复情况。【结果】 BMSCs经软骨诱导液诱导后转化成软骨细胞;制备的nano-HA/CS支架支架孔隙率为92%,平均孔径为125 μm,与软骨细胞有较好的粘附性。大体观察实验组和对照组缺损均有类软骨样组织生长,空白组缺损明显,见纤维组织生长。苏木精-伊红染色切片观察实验组软骨缺损部分软骨细胞修复,成骨区部分骨样细胞修复,两者耦合处部分交叉,修复缺损程度及成骨区和成软骨区界面耦合情况明显优于对照组和空白组。3组的大体评分和软骨组织学评分统计分析,实验组优于对照组和空白组。【结论】 BMSCs具有成软骨潜能,nano-HA/CS支架具有较好的细胞相容性;软骨细胞与nano-HA/CS支架经过穿“靴”结构可成为组织工程软骨复合体,并初步证实有修复兔软骨及软骨下骨缺损的能力。

Keywords

• 纳米羟基磷灰石/壳聚糖;软骨细胞;软骨和软骨下骨缺损