聚羟基丁酸羟基辛酸一体化组织工程支架研制
如今，关节软骨损伤和骨性关节炎已成为世界性的常见病和多发病。然而，由于关节软骨是高度特化的组织，使得关节病变成为骨科难以治疗的疾病之一。传统治疗关节软骨损伤的方法是外科移植手术，包括自体软骨移植和异体软骨移植。尽管移植手术在软骨修复治疗中取得了一些成功的案例，但是存在诸多不足之处，例如供体严重不足、容易造成二次损伤、异体移植存在着免疫源性隐患等。组织工程技术将现代医学带出了器官移植范畴，走进了器官再生的时代，为关节病变治疗开辟了一条新的途径。应用组织工程技术重建新生组织或器官，需要具备三种要素，即载体支架、种子细胞、生长因子。在此基础上进行组织培养与器官克隆。
本论文旨在以实验室自主研发的生物可降解材料——聚羟基丁酸与羟基辛酸共聚体[P(HB-HO)]为主体材料，β-磷酸三钙、脱细胞基质为辅助材料，研制软骨层-过渡层-骨层组织工程一体化仿生支架，并对该支架理化性能及生物学特性进行研究。
首先，采取改良Courtman法从猪关节软骨中提纯脱细胞基质(ACTM)，成功获得了主要含有糖蛋白和胶原蛋白的脱细胞基质，为研制支架软骨层提供了复合材料。在支架中复合脱细胞基质目的在于为骨髓间充质干细胞在支架中生长、分化及生成软骨组织提供营养物质。
运用溶剂浇铸-粒子滤沥法，以PHBHOx为主体材料，脱细胞基质为软骨层复合材料，β-磷酸三钙为骨层复合材料，以不同粒径的氯化钠为致孔剂，采用分步操作，一次成型技术，制备以PHBHOx为连续相而复合材料有别和孔径与密度不同的软骨层-过渡层-骨层组织工程一体化支架。采用单因素试验，以孔隙率和力学强度为指标优化了软骨层、过渡层和骨层的制备参数;应用扫描电镜观察了一体化支架的宏观结构以及支架内部孔隙的形貌;通过称重法测定了支架的体外吸水性及降解率。结果表明:软骨层选用100μm～150μm粒径的NaCl微粒，选择NaCl/PHBHOx的质量比为4∶1、ACTM/PHBHOx的质量比为1∶25，过渡层选用30μm～38μm粒径的NaC1微粒，选择NaCl/PHBHOx质量比为3∶1，骨层选用300μm～400μm粒径的NaC1微粒，选择NaCl/PHBHOx质量比为4∶1、β-TCP/PHBHOx质量比为3∶20。电镜观察结果表明，在PHBHOx软骨层/过渡层/硬骨层一体化关节支架中，软骨部分孔径大小为12510±μm,过渡层孔径为305±μm左右、硬骨部分孔径大小为300±35μm，支架各层内部孔隙丰富、分布均匀，各层内及各层间孔隙相互连通。该一体化骨关节组织工程支架具有仿生特点，三层紧密连接，但各层组分有别且结构不同，基本可以满足组织工程克隆骨关节需要。
采用全血直接培养法，体外分离纯化乳兔骨髓间充质干细胞(BMSCs)，并将BMSCs传代培养。经显微镜观察，可以看BMSCs形态良好，纯度较高。MTT法检测结果表明，BMSCs增殖能力强。将P2代BMSCs接种到PHBHOx软骨层/过渡层/硬骨层一体化关节支架上培养，经MTT法分析表明:BMSCs在支架上生长和增殖正常。扫描电镜观察也显示:BMSCs在支架上形态良好，并分泌了细胞外基质。
本文首次将新型生物可降解材料——聚羟基丁酸与羟基辛酸、β-磷酸三钙、脱细胞基质复合使用，研发三层一体化仿生骨软骨组织工程支架。在研究过程中创建了分步操作，一次成型溶剂浇铸-粒子滤沥法制备骨软骨一体化支架制备技术并成功研制出可用于骨软骨组织工程研究的新型支架，且进行了支架性能测试，为骨关节组织工程修复技术的后续研究提供了必需的技术参数。
聚羟基丁酸;羟基辛酸;β-磷酸三钙;脱细胞基质;骨软骨组织工程支架;骨髓间充质干细胞
山西大学
硕士
微生物学
赵良启
2013
中文
R318.1
57
2013-10-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）