编织聚乙烯醇支架材料构建前交叉韧带的生物相容性和力学性能分析

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1、编织聚乙烯醇支架材料构建前交叉韧带的生物相容性和力学性能分析.L.编辑。作者：白利明，陈鸿辉，叶春婷，邹海燕，戴丽冰，张鸣生【摘要】［目的］通过对编织聚乙烯醇（polyvinylalcohol，PVA）材料的生物相容性和力学性能的分析，初步探讨使用该材料构建组织工程前交叉韧带支架的可行性。［方法］将体外分离培养的人前交叉韧带细胞和NIH3T3细胞分别种植在编织构建支架材料上进行立体培养，观察细胞在支架材料上的生长情况；然后使用电子拉力机对支架材料进行力学性能测试并进行分析。［结果］细胞在支架材料上生长良好，并分泌细胞外基质；支架材料

2、的最大负荷、最大应变和极限抗张强度分别达169.78±9.18N、11.67%±1.38%、52.21±2.88MPa。［结论］该支架材料具有优良的生物相容性和一定的力学性能，有望通过改进力学性能后成为一种较理想的组织工程前交叉韧带支架材料。【关键词】聚乙烯醇；支架材料；编织；生物相容性；力学性能；膝前交叉韧带Abstract：［Objective］Toinvestigatethefeasibilityofthefabricationoftissueengineeredanteriorcruciateligament(ACL)in

3、vitrobystudyingbiopatibilityandmechanicalpropertyofthebraidedpolyvinylalcohol(PVA)materials.［Method］Firstly,humanACLcellsandNIH3T3cellsaterials,theadhesion,proliferationandthreedimensionalgroechanicalpropertiesofthebraidedPVAscaffoldmaterialseasuredechanicalmachine.［R

4、esult］ThebraidedPVAscaffoldmaterialshadnocytotoxicity,ACLandNIH3T3cellsadhered,greaterials.Themaximumload,themaximumstrainandultimatetensilestressofthebraidedPVAscaffoldmaterialsrespectivelyaterialspossessgoodbiomechanicalpropertiesandbiopatibility,itmaybeeanidealbioma

5、terialforfabricatingtissueengineeringACLifthebiomechanicalpropertiescanbeimproved.Keyaterial;braiding;biopatibility;mechanicalproperty;knee;anteriorcruciateligament(ACL)前交叉韧带断裂是最常见的膝关节损伤之一。ACL实质撕裂常无法自愈，使用自体或异体移植物在关节镜下重建ACL是目前常用的治疗方法［1］。自体移植物来源有限且存在供区部位并发症；异体移植物也受来源限制，

6、还有传播疾病和产生免疫排异的风险；人工韧带材料重建ACL的远期疗效还存在争议，限制了其临床应用。组织工程技术的发展和应用为ACL重建提供了新思路和方法。本文拟使用聚乙烯醇（polyvinylalcohol，PVA）纤维编织构建韧带支架材料，通过分析支架材料的生物相容性和力学性能，探讨使用该材料构建膝前交叉韧带支架的可行性。1材料与方法1.1材料与主要仪器1.1.1主要材料聚乙烯醇（进口分装，分子式｛(C2H4O)｝n，平均聚合度124，水解度97%），DMEM培养基(Gibco,USA)，I型胶原酶(Gibco,USA)，Ⅰ、Ⅲ型胶

7、原兔抗人或鼠多克隆抗体、即用型免疫组化SABC试剂盒（武汉博士德生物工程有限公司）等。1.1.2主要仪器电子拉力测试机（H25KSS,HounsfieldTestEquipmentLtd，UK），扫描电镜（PHILIPS,ESEM30），激光共聚焦显微镜(ZEiSS510Meta，Germany)，倒置相差显微镜(IMT2，OLMYPUS，Japan)，图像分析仪（AxioVision，Germany）等。1.2方法1.2.1ACL细胞的体外分离培养和鉴定1.2.1.1无菌取膝骨性关节炎患者未受损的ACL组织，按照组织块和胶原

8、酶消化培养法［2］在体外分离培养并扩增ACL细胞。1.2.1.2将培养2～3代ACL细胞进行吖啶橙（acridineorange,OA）染色，在激光共聚焦显微镜下观察ACL细胞的形态特征。1.2.1.3在ACL细胞中加Ⅰ、Ⅲ型胶原单克