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《溫敏水凝膠搭載骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)軟骨缺損的修復(fù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、中文摘要溫敏水凝膠搭載骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞對(duì)軟骨缺損的修復(fù)背景知識(shí)：軟骨缺損的修復(fù)對(duì)醫(yī)生和科學(xué)家來說是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。由軟骨缺損引起的關(guān)節(jié)疼痛和功能障礙給千萬患者帶來巨大的痛苦。由于軟骨無血管的結(jié)構(gòu)以及軟骨細(xì)胞遷徙能力差，致使軟骨很難自我修復(fù)。關(guān)節(jié)軟骨為透明軟骨，光滑而富有彈性，可以最大緩沖壓力的吸收。臨床常用的軟骨修復(fù)方法是鉆孔至軟骨下骨或微骨折等骨髓刺激方法，旨在促進(jìn)血液中的干細(xì)胞向病變部位聚集。然而，修復(fù)后的組織主要是纖維軟骨，和透明軟骨相比機(jī)械性能較低，并最終導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎。如今對(duì)軟骨再生較有前景的
2、方法為細(xì)胞治療。軟骨細(xì)胞起源于骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMMSCs）。近年來由于種子細(xì)胞的自我復(fù)制和多向分化的能力，間充質(zhì)干細(xì)胞被廣泛使用。特別是BMMSCs因其微創(chuàng)方法便可提取，以及體外增殖容易而最接近臨床應(yīng)用。BMMSCs可保持穩(wěn)定分化成軟骨細(xì)胞的能力，是終生可用的軟骨前體細(xì)胞。此外，與脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞相比，高密度的BMMSCs在三維培養(yǎng)中可明顯促進(jìn)產(chǎn)生軟骨的分化。由于三維支架培養(yǎng)的BMMSCs可以促進(jìn)軟骨形成，多種生物材料已被開發(fā)用于軟骨組織工程。在軟骨中，II型膠原和蛋白聚糖形成三維結(jié)構(gòu)，大部分由
3、液體填充，這類似于同樣可以吸收大量水分的水凝膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。因此在過去的幾十年，水凝膠在軟骨再生領(lǐng)域處于重要角色，并將繼續(xù)引領(lǐng)未來。特別是溫敏水凝膠已備受關(guān)注，由于其獨(dú)特的可注射性，在體溫時(shí)溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變，無需任何其他的觸發(fā)點(diǎn)。I合成溫敏水凝膠可以控制它們的機(jī)械性能，對(duì)軟骨修復(fù)的生物力學(xué)負(fù)載非常重要。聚丙交酯乙交酯（PLGA）是一種疏水性的官能聚合物，它具有良好的生物降解性及生物相容性，已被FDA批準(zhǔn)可用于臨床。最值得一提的是，PLGA的降解產(chǎn)物谷氨酸是關(guān)節(jié)軟骨中含量最高的氨基酸。聚乙二醇（PEG）
4、是一種水溶性好、無毒的親水性聚合物?；谶@些聚合物，PLGA–PEG–PLGA三嵌段共聚物是具有良好的生物降解性和生物相容性，是一種有前途的溫敏材料。材料與方法：在本研究中，我們通過PEG引發(fā)乳酸（LA）和乙醇酸（GA）的開環(huán)聚合制備了4種具有不同分子量的PLGA–PEG–PLGA三嵌段共聚物，并通過核磁共振氫譜、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜、凝膠滲透色譜、臨界膠束濃度、透射電子顯微鏡、動(dòng)態(tài)光激光光散射等一系列檢測對(duì)上述共聚物以及其在水環(huán)境中完成自組裝后所形成的高分子膠束表征了其化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成。通過小瓶倒置法
5、和流變實(shí)驗(yàn)研究了PLGA–PEG–PLGA的成膠性能。體外溶蝕實(shí)驗(yàn)和體內(nèi)降解實(shí)驗(yàn)研究了其生物降解性能。噻唑藍(lán)實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞粘附和增殖實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證生物相容性及細(xì)胞生存增殖能力。選取雄性中國大白兔（2.5Kg）于膝關(guān)節(jié)股骨滑車處建造全層軟骨缺損（直徑5毫米，深度4毫米），將1×610BMMSCs與0.1mLPLGA–PEG–PLGA混合后移植至軟骨缺損處，對(duì)照組移植物為0.1mLPLGA–PEG–PLGA水凝膠，空白組為軟骨缺損未治療。在移植12周后，大體觀察軟骨缺損修復(fù)效果，并通過H&E染色、免疫組化、甲苯
6、安藍(lán)染色等評(píng)定修復(fù)效果，并對(duì)新生軟骨II型膠原及糖胺多糖定量分析，以及檢測其生物力學(xué)性質(zhì)。結(jié)果：利用辛酸亞錫作為催化劑，PEG作為大分子引發(fā)劑引發(fā)LA和IIGA的隨機(jī)開環(huán)聚合合成PLGA–PEG–PLGA三嵌段共聚物，并充分驗(yàn)證了其化學(xué)結(jié)構(gòu)。聚合物PLGA嵌段的數(shù)均分子量分別為1600g-1-1-1-1mol，880gmol，1400gmol，1750gmol，LA/GA(mol/mol)均-1-1為75:25。四種聚合物的CMC數(shù)據(jù)分別為6.6mg·L、4.2mg·L、2.0-1-1mg·L以及1
7、.2mg·L。膠束的流體動(dòng)力學(xué)半徑分別為32.1±6.9nm、76.3±5.45nm、95.6±7.89nm、148.7±10.13nm。4種凝膠（20wt%）磷酸鹽緩沖液（PBS）在低溫（4°C）時(shí)為液態(tài)，除聚合物2外，其余3種聚合物PBS溶液在37°C時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z。流變學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了其較強(qiáng)的機(jī)械性能，溫敏水凝膠G′值達(dá)到3kPa，凸顯了這種材料作為可注射水凝膠作為軟骨組織工程的潛能。凝膠在體外和體內(nèi)均可降解，但體內(nèi)的降解速率比體外快。噻唑藍(lán)實(shí)驗(yàn)72h的細(xì)胞存活率>90%，具有較好的生物相容性。細(xì)胞
8、粘附及增殖實(shí)驗(yàn)檢測細(xì)胞在凝膠表面相對(duì)粘附率超過50%，在水凝膠內(nèi)部培養(yǎng)21天表現(xiàn)高達(dá)數(shù)倍的相對(duì)增殖率，證實(shí)了所制備的水凝膠具有優(yōu)良的細(xì)胞粘附和增殖能力。在混合物移植后12周觀察發(fā)現(xiàn)再生軟骨與周圍正常軟骨及軟骨下骨結(jié)合完好。免疫組織化學(xué)染色和甲苯胺藍(lán)染色及生化分析證實(shí)了新生軟骨中Ⅱ型膠原和糖胺多糖的沉積。納米壓痕試驗(yàn)證實(shí)了新生軟骨生物力學(xué)性能接近于透明軟骨。結(jié)論：PLGA–PEG–PLGA溫敏型水凝膠可以作為一種良好的可注射生物材料應(yīng)用于組織工程等領(lǐng)域，其作為BMMSC
