【摘要】：軟骨組織工程方法有望實現(xiàn)軟骨再生。近年來研究者提出的復制天然軟骨組織“帶狀”結構的思路是構建軟骨結構實現(xiàn)其功能的可行途徑。通過對支架材料組成和結構的設計,賦予支架非均相的構造,為細胞提供特異的微環(huán)境,引導細胞行為,有望復制天然軟骨組成和結構上“帶狀”分布。本研究借助3D打印技術構建孔結構梯度分布的多孔支架,并結合脫細胞處理原位修飾的方法,制備具有高度生物活性的非均相支架材料應用于軟骨組織工程。具體描述如下:首先,通過設定3D打印關鍵參數(shù),設計和制備具有孔結構可控的聚己內(nèi)酯(Polycaprolactone,PCL)支架。支架包含相鄰三部分,在三部分中相鄰兩層的纖維夾角分別為30°、45°和60°,而同層中纖維間距為分別為450 μm、400 μm和300 μm,因此支架三部分分別記為30°-450 μm、45°-400 μm到60°-300μm,每部分由六層纖維堆積,支架外形尺寸為10 mm×10 mm×3 mm,孔結構相互連通,孔隙率為56.91%和楊氏模量為48.45 MPa。其次,考察了支架材料上牛關節(jié)軟骨細胞(Bovine articular chondrocytes,bAC)的黏附、增殖、基質(zhì)分泌及基因表達。對照支架(分別對應于梯度支架三部分的均相支架),有利于細胞黏附,而梯度支架更能促進細胞增殖和基質(zhì)分泌。在梯度支架內(nèi)部,細胞密度和基質(zhì)含量在三部分之間非均相分布,沿30°-450 μm、45°-400 μμm和60°-300 μm的順序遞減。然后,將在支架上培養(yǎng)14天的bAC原位脫細胞處理,制備了脫細胞基質(zhì)(Decellularized extracellular matrix,dECM)原位修飾的PCL復合支架(dECM/PCL)。在脫細胞處理后,盡管基質(zhì)成份有所損失,梯度支架中依然沉積了豐富的基質(zhì),致密而平滑,并且局部有網(wǎng)絡結構存在,三部分在基質(zhì)含量和結構方面存在差異。最后,考察了兔骨髓間充質(zhì)干細胞(Rabbit bone marrow-derived mesenchymal stem cells,rMSCs)在dECM/PCL復合支架上成軟骨分化效果,證實所制備的復合支架具有良好的生物活性。復合支架能顯著促進rMSCs分泌軟骨特性基質(zhì)和相關基因表達,且在梯度支架三部分呈現(xiàn)梯度分布,由30°-450 μm、45°-400μm和60°-300μm依次降低。通過本研究,為制備具有生物活性的軟骨組織工程支架提供了新思路,為構建模擬天然關節(jié)軟骨組織的“帶狀”結構奠定了基礎,必將推動基于軟骨組織工程方法的軟骨再生修復的快速發(fā)展。
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R318.08;TP391.73

【參考文獻】

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1 王�？�;劉流;李俊男;趙德萍;代曉明;李逸松;何曉光;;間充質(zhì)干細胞在組織工程中的應用進展[J];中國組織工程研究與臨床康復;2010年36期

本文編號：2738026