硫酸软骨素在软骨组织工程中的应用研究

【摘要】背景：关节软骨缺损按损伤程度可分为三种类型：部分软骨缺损、全层软骨缺损和骨软骨缺损。目前临床上常用的治疗方法主要有微骨折术、自体软骨细胞移植、人工关节置换等。组织工程是一门新兴的综合学科,涵盖了生物学、医学、材料学和工程学等多个学科领域,在治疗软骨缺损方面有着广阔的应用前景。硫酸软骨素是一种天然酸性氨基多糖,是软骨细胞外基质的主要成分之一,具有多种重要生物活性。本研究基于硫酸软骨素设计了两种支架材料用于关节软骨缺损的修复,探讨硫酸软骨素在软骨组织工程的新应用。本研究分为两个部分：(1)硫酸软骨素复合蚕丝支架用于修复全层软骨缺损的研究；(2)硫酸软骨素复合多巴胺用于软骨表面改性的研究。第一部分硫酸软骨素复合蚕丝支架修复全层软骨缺损目的：探讨蚕丝-硫酸软骨素支架在修复全层软骨缺损中的作用效果,为支架进入临床应用做前期基础研究。方法：构建蚕丝支架和蚕丝-硫酸软骨素支架,并对支架的微观结构、硫酸软骨素含量和力学性能进行表征,检测支架对人来源的软骨细胞粘附、增殖和迁移的影响,通过实时RT-PCR测定支架的抗炎活性。利用新西兰兔制造膝关节软骨全层缺损模型,分别植入蚕丝支架和蚕丝-硫酸软骨素支架,术后6周和12周收样本,对样本进行大体观察和评分,以及组织学观察和评分。结果：蚕丝-硫酸软骨素支架较蚕丝支架力学性能更好,促迁移能力更强,抗炎活性更高。植入蚕丝-硫酸软骨素支架的关节软骨修复效果优于蚕丝支架组和空白对照组。结论：蚕丝-硫酸软骨素支架能很好地修复全层软骨缺损,是有临床应用前景的软骨组织工程支架材料。第二部分硫酸软骨素复合多巴胺用于软骨表面改性目的：探讨硫酸软骨素-多巴胺复合物形成生物涂层的能力及该涂层的生理功能,为硫酸软骨素-多巴胺生物涂层应用于部分软骨缺损的修复做前期研究。方法：合成硫酸软骨素-多巴胺复合物,并利用1H-NMR图谱对其结构进行表征。利用多巴胺的氧化自聚合性质,在软骨表面制备了硫酸软骨素-多巴胺生物涂层,对软骨进行表面改性,考察了该涂层对软骨表面形貌的影响,测定了其对人来源的软骨细胞的毒性大小,并检测了其对细胞增殖和粘附的影响。结果：硫酸软骨素-多巴胺生物涂层不改变软骨的表面形貌和三维结构,对软骨细胞无毒性,能促进软骨细胞增殖,有效提高外源软骨细胞在软骨表面的粘附率。结论：硫酸软骨素-多巴胺涂层有优良的细胞相容性和生物活性,可用于软骨组织工程,为软骨组织工程中提高新生组织与周边原生组织的整合性提供了新的方法和思路。
【作者】牟秦；
【导师】欧阳宏伟；
【作者基本信息】浙江大学，干细胞与再生医学，2014，硕士
【关键词】软骨组织工程；软骨缺损修复；硫酸软骨素；蚕丝；多巴胺；

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