转IGFI基因软骨细胞移植治疗关节软骨缺损的实验研究

《转IGFI基因软骨细胞移植治疗关节软骨缺损的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中山大学博士学位论文转IGF-I基因软骨细胞移植治疗关节软骨缺损的实验研究姓名：黄建荣申请学位级别：博士专业：外科学（骨外科）指导教师：刘尚礼2003.4.23转IGF．I基区I软骨细胞移植治疗关节软骨缺损的实验研究导师：刘尚礼教授博士生：黄建荣转IGF-I基因软骨细胞移植治疗关节软骨缺损的实验研究专业：外科学博士生：黄建荣导师：刘尚礼教授中文摘要，l随着社会的发展，交通事故日夜增多；人口老龄化的趋势也越来越明显，因而，关节软骨缺损的病人会越来越多。但关节软骨缺损后自身是不能修复的，这主要取决于关节软骨的特殊结构。透明软骨组织由软骨细胞外基质和包裹

2、在软骨陷窝内的软骨细胞组成，软骨组织损伤后，包裹在基质陷窝内的软骨细胞不能迁移到缺损部位参与修复；对于穿透软骨下骨板的软骨缺损，从骨髓中游离出来的、具有成软骨潜能的间充质干细胞可能参与修复，但在自然的关节环境中，间充质于细胞一般不能自动向软骨细胞分化。这些就是造成软骨缺损不能自我修复的主要原因。针对关节软骨缺损，目前传统的治疗方法主要是刺激关节软骨的自身修复，包括清创灌洗法、软骨下骨钻孔术(subchondrMdrilling)、打磨术(abrasion)及微骨折法(microfracture)等。目的是促进具有成软骨潜能的骨髓间充质干细胞参与修复

3、。其修复组织是由成纤维细胞、软骨细胞和无序排列的细胞外基质共同组成的纤维软骨。修复的纤维软骨没有正常透明软骨的生物力学性能和粘弹性，远期疗效差。另一类为组织细胞移植方法。组织细胞移植包括软骨移植、骨膜／软骨膜移植和细胞移植。骨膜、软骨膜移植后可生成透明软骨样组织，但其生物力学性能、耐磨持久性不佳，易退变，而且依靠的是前体细胞向软骨细胞的分化，前体细胞具有多向分化潜能，可分化成脂肪细胞、成骨细胞等，从而使新生组织性能不佳。关节软骨移植是用整块的正常关节软骨植入缺损区，以提供产生软骨基质的活软骨细胞。但自体软骨来源有限；供区与受区形状难以匹配；植入体内

4、后难以形成精确的三维结构；移植软骨和宿主软骨不能有效整合；同时造成供区的软骨缺损，供区与周围正常软骨间的纤维连结在长期活动中易磨损而影响关节功能；异体软骨移植更由于磨损暴露区的异体抗原易引起免疫反应，导致移植失中山大学博士学位论文转IGF—I基因软骨细胞移植治疗关节软骨缺损的实验研究败。自体软骨细胞移植自1987年开始应用于临床。Peterson报告了101例应用自体软骨缅胞移植治疗大面积全厚关节软骨缺损的随访结果：单纯孤立性股骨髁缺损组优良率达92％。新生组织活检证实为透明样软骨，免疫组化发现II型胶原染色阳性。部分病例随访9年，新生组织仍呈透明

5、软骨样外观。自体软骨细胞移植要求将自体软骨细胞在较短时间内(3周内)体外扩增获得大量的软骨细胞，才能在缺损区形成透明软骨，但自体软骨细胞来源有限，体外多次传代培养容易使软骨细胞发生“去分化”，即向成纤维细胞分化，所以难以由少量软骨组织经体外扩增来获得大量具有正常功能的软骨细胞。因此，寻求一种软骨细胞体外快速扩增且保持其表型稳定的方法是目前急需解决的关键问题之一。软骨细胞在体外单层培养的过程中容易发生表型改变的可能原因之一是失去了细胞与细胞之间、细胞与基质之间的信号转导，将细胞与生物材料粘附的三维培养是阻止细胞去分化的有效途径之一。可用于三维培养的支

6、架材料很多，有胶原纤维、纤维蛋白、PLA、PGA、透明质酸等。以PLA、PGA为代表的人工合成材料亲水性差，对细胞的粘附性能不佳：以胶原纤维、纤维蛋白为代表的天然材料亲水性太强，强度差，水合后容易失去原有形态，并在体内吸收太快。透明质酸(Hyaluronicacid，HA)为一种直链高分子聚合体，兼具合成材料与天然材料的优点。它能体外合成，来源广泛；与软骨细胞的亲和力强，有较强的亲水性和粘附性；最近的研究表明，透明质酸还具有促进细胞生长分化及迁移的功能。然而，透明质酸水溶性太强，在体内降解速度过快，作为细胞支架材料的功能受到限制。如果能够改变透明质

7、酸的水溶性和体内降解速度，使之符合软骨支架材料的要求，透明质酸无疑将成为最佳的细胞支架材料之一。软骨细胞的增殖、分化及基质合成能力直接影响关节软骨的功能状态及损伤后的修复。关节软骨、软骨下骨中存在着多种生长因子，并且软骨细胞本身具有合成多种生长因子及表达相应受体的功能。它们与细胞因予、激素形成一个精密的网络调节系统，通过自分泌、旁分泌的方式，在时间及空闻上相互作用，调控软骨细胞生长、发育及损伤后的修复。目前研究中的重要的生长因子包括胰岛素样生长因子(insulin—likegrowthfactors，IGFs)、转化生长因子．0、成纤维细胞生长因子

8、、骨形态发生蛋白等。IGF-I是一种由70个氨基酸组成的多肽，分子量为7．6kDa，其结构与胰岛Ⅱ壁!里!：!苎塑鉴量型望