發(fā)布時(shí)間：2019-04-13 16:05

【摘要】：透明軟骨很容易受到損傷。但是,由于缺乏血管和神經(jīng)分布,透明軟骨無(wú)自我修復(fù)能力。軟骨缺損一旦發(fā)生,如果不能得到及時(shí)、有效的治療,將很快導(dǎo)致整個(gè)關(guān)節(jié)退行性改變。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在青壯年人群中,軟骨缺損性疾病的發(fā)生率為20%左右。這帶來(lái)了嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。目前,臨床一線常用的關(guān)節(jié)軟骨缺損性疾病治療方法主要有關(guān)節(jié)腔灌注清洗、微骨折技術(shù)、骨軟骨移植技術(shù)(Osteochondral transplantation, OCT)等。這些方法都有一定的局限性,均無(wú)法在關(guān)節(jié)軟骨缺損處再生出和天然軟骨在結(jié)構(gòu)和功能上接近的修復(fù)組織。目前研究比較多的軟骨組織工程技術(shù)最有希望在軟骨缺損處重建出透明軟骨組織,解決軟骨再生難題。種子細(xì)胞、生長(zhǎng)因子和支架材料是組織工程技術(shù)的三大要素。但是,現(xiàn)階段這三大要素均存在各種各樣的缺陷,因而大大限制了軟骨組織工程技術(shù)治療軟骨缺損的效果。針對(duì)軟骨組織工程技術(shù)存在的問(wèn)題,本課題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)研究改善軟骨組織工程的三大要素,從而期望可以提升軟骨組織工程技術(shù)治療軟骨缺損的效果。本課題著眼于種子細(xì)胞、生長(zhǎng)因子和支架材料這三方面,進(jìn)行了三個(gè)方面的實(shí)驗(yàn)研究。分別為：研究種子細(xì)胞的使用形式、研究新型種子細(xì)胞體內(nèi)修復(fù)軟骨缺損的效果和研究新型仿生支架材料。第一部分：本課題構(gòu)建了滑膜間充質(zhì)干細(xì)胞(Synovium derived mesenchymal stem cells, SMSCs)膜片,并使用SMSC膜片聯(lián)合自身OCT來(lái)修復(fù)新西蘭大白兔膝關(guān)節(jié)全層軟骨缺損。細(xì)胞膜片技術(shù)因保留有大量的細(xì)胞外基質(zhì)、細(xì)胞與細(xì)胞之間的連接,從而比游離的細(xì)胞更容易存活和分化,從而有利于修復(fù)組織損傷。因而,SMSCs膜片有望解決OCT技術(shù)的不足,而更好的修復(fù)軟骨缺損。結(jié)果顯示SMSCs+OCT組術(shù)后4周和8周均無(wú)明顯關(guān)節(jié)軟骨退變,且OCT移植物和天然軟骨之間的連接處愈合更好。第二部分：間充質(zhì)干細(xì)胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)雖然是組織工程領(lǐng)域應(yīng)用最多的種子細(xì)胞,但是MSCs增殖分化能力有限、且取材受限。而誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(Induced pluripotent stem cells, iPSCs)來(lái)源的MSCs樣細(xì)胞具有MSCs和iPSCs的雙重優(yōu)點(diǎn)。本課題從人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(Human induced pluripotent stem cells, hiPSCs)誘導(dǎo)培養(yǎng)得到MSCs樣細(xì)胞即hiPSC-MSCs,并將其接種在聚乳酸-羥基乙酸共聚物(poly(lactic-c0-glycolic acid), PLGA)上后移植到新西蘭大白兔全層軟骨缺損處進(jìn)行體內(nèi)修復(fù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)術(shù)后6周實(shí)驗(yàn)組有類(lèi)軟骨樣組織產(chǎn)生,而空白對(duì)照組和空PLGA支架植入組僅有纖維組織覆蓋軟骨缺損。第三部分：最接近天然軟骨細(xì)胞生長(zhǎng)環(huán)境的支架材料才最有利于細(xì)胞貼附、增殖和分化。脫細(xì)胞軟骨基質(zhì)因保留了所有細(xì)胞外基質(zhì)有望實(shí)現(xiàn)這一目的。本課題構(gòu)建了脫細(xì)胞骨軟骨基質(zhì)支架,擬保留軟骨層、鈣化軟骨層和軟骨下骨層而構(gòu)建最仿生脫細(xì)胞基質(zhì)支架。驗(yàn)證該支架脫細(xì)胞效果后將其移植入新西蘭大白兔全層軟骨缺損處。術(shù)后12周發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組并沒(méi)有很好的促進(jìn)軟骨缺損修復(fù)。這可能與構(gòu)建的復(fù)合脫細(xì)胞骨軟骨基質(zhì)支架孔隙和孔徑率不足有關(guān)系。本課題研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)SMSCs膜片可以顯著改善自身OCT治療全層軟骨缺損的效果；hiPSC-MSCs可以體內(nèi)修復(fù)軟骨缺損,是軟骨組織工程領(lǐng)域有應(yīng)用前景的種子細(xì)胞之一；單純脫細(xì)胞骨軟骨基質(zhì)因孔隙率和孔徑不足無(wú)法有效體內(nèi)修復(fù)軟骨缺損。本課題第一次將SMSCs膜片和自身OCT結(jié)合起來(lái),顯著改善了自身OCT治療效果并且體內(nèi)驗(yàn)證了hiPSC-MSCs的修復(fù)效果。本研究結(jié)果可為將來(lái)軟骨缺損修復(fù)的研究提供依據(jù)。
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【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R68;R318.08

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本文編號(hào)：2457726