骨科

利用仿生聚己内酯-壳聚糖电纺支架促进腱-骨止点结构重建的实验研究

作者:赵松 来源:2015COA论文汇编 日期:2016-03-07
导读

            目的:肩袖损伤是肩关节周围疾病中最常见的一种损伤。虽然手术技术不断提高,但肩袖愈合特别是腱-骨止点组织再生能力差,造成肩袖修补术后远期再撕裂率仍然很高。目前国内外的基础研究探索了多种生物学途径以期提高肩袖的愈合能力,结果显示肩袖腱-骨结构的机械强度有不同程度的提高,但腱-骨界面多为瘢痕愈合,天然腱骨止点的多层组织结构并未得到重建。电纺纤维支架的高孔隙率和微孔间相互连通的特点有利于细胞增殖和

   目的:肩袖损伤是肩关节周围疾病中最常见的一种损伤。虽然手术技术不断提高,但肩袖愈合特别是腱-骨止点组织再生能力差,造成肩袖修补术后远期再撕裂率仍然很高。目前国内外的基础研究探索了多种生物学途径以期提高肩袖的愈合能力,结果显示肩袖腱-骨结构的机械强度有不同程度的提高,但腱-骨界面多为瘢痕愈合,天然腱骨止点的多层组织结构并未得到重建。电纺纤维支架的高孔隙率和微孔间相互连通的特点有利于细胞增殖和同源组织再生。纳米级别直径的纤维更接近天然细胞外基质的结构,但由于纤维结构单一,不易模拟腱-骨止点的微观结构和生物力学特性。聚己内酯(polycaprolactone,PCL)作为合成高分子生物活性材料已被用于组织再生。它具有良好的弹性,抗原活性低,制备简单。但是,PCL也有疏水性和细胞亲和力低的缺点。壳聚糖(Chitosan,CS)是一种天然高分子生物活性材料,与软骨基质粘多糖结构类似,生物相容性好,具有微孔结构,适合细胞长入,并具有骨传导作用。但CS力学强度低,不稳定,不能维持特定的形状。本实验的目的是利用电纺技术,将两种不同纤维直径级别的天然与合成高分子材料均匀穿插结合,制造完整的具有仿生结构的混合纤维支架PCL-CS,并通过体外、体内实验评估PCL-CS诱导细胞增殖和促进肩袖愈合的能力。

   方法:利用双电纺技术,将CS纳米纤维与PCL微纤维结合,制备具有仿生结构的混合纤维支架PCL-CS,观察材料表征及体外培养时细胞亲和力,并利用大鼠慢性肩袖损伤模型从影像学、组织形态学、生物力学评估评估PCL-CS诱导促进腱-骨止点多层结构重建的能力。

   结果:细胞在PCL-CS支架表面培养3天和7天后与1天后相比增殖差异有统计学意义(P<0.05)。在各时间点,PCL-CS组的BMD、TMD和BV/TV值均显著高于PCL组和对照组(P<0.05)。PCL-CS组在各个时间点的纤维软骨量和胶原排布都优于对照组(P<0.05)。术后第8周PCL-CS组腱-骨止点复合体的机械性能显著增加(P<0.05)。

   结论:CS纳米纤维与PCL微纤维结合可改善支架的细胞亲和力,促进细胞的粘附、增殖。在大鼠腱-骨止点处应用PCL-CS电纺混合纤维支架可以促进新骨形成,提高腱-骨止点的力学强度,促进纤维软骨的再生和胶原的成熟。

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