ⅱ型胶原海绵的材料特性及对软骨缺损的影响

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1、Ⅱ型胶原海绵的材料特性及对软骨缺损的影响：廖鹰扬，陈鸿辉，杨小红，梁佩红，戴丽冰，谭见容【摘要】[目的]研究Ⅱ型胶原海绵的材料特性与其在修复软骨缺损中的作用。[方法]对比Ⅱ型胶原海绵与Ⅱ型胶原膜的力学、孔径方面等材料特性的差异，并建立兔膝关节软骨缺损模型，A组接受Ⅱ型胶原海绵移植，B组接受Ⅱ型胶原膜移植，而C组为空白对照组，术后不予治疗，分别于2、6和12周取材，通过组织学染色观察软骨缺损处修复的效果。[结果]Ⅱ型胶原海绵与Ⅱ型胶原膜在材料特性上有显著差异，胶原自发荧光分层扫描通过图像分析得出A组平均孔径为(93.26±38.41)μm，弹性模量(0.098±

2、0.0017)MP/m2，均较B组更为理想。组织学显示A组6周时生成大量新生软骨，12周时新生软骨形态与成熟度已经接近正常，较B、C两组更为优越。[结论]Ⅱ型胶原海绵有理想的孔径和合理的生物力学结构性质，有利于软骨缺损的修复，是一种具有良好材料特性的组织工程基质。【关键词】组织工程;Ⅱ型胶原;生物力学;孔径;软骨缺损　　Abstract:[Objective]TostudythematerialcharacteristicsofcollagentypeⅡanditsefficacyinrepairingcartilagedefect.[Methods]Diff

3、erencesinmaterialcharacteristicssuchasmechanism,pore-diameterbetaterialsodelofrabbitkneejointembrane-collagentypeⅡent.In2,6,12ensethod.[Results]Significantdifferenceshadbeenfoundbetaterial.IngroupA,themeandiameterandthemeanmodulusofelasticity2,aturityofneogeiccartilageallevelingroup

4、A,echanicsperformancesandprovedtohavesignificantefficacyincartilagedefect.Toconclude,itisakindoftissue-engineeringmatrixaterialcharacteristics.　　Keyechanics;porediameter;cartilagedefect　　近年来,大量的文献[1、2]资料显示,胶原产品越来越广泛地被应用于组织工程与相关临床研究。而材料成型工艺、材料特性对修复软骨疗效有着显著影响[3～6]，因此,本文以改进方法提取纯化Ⅱ型胶原，并

5、且以两种不同的成型方法分别制成Ⅱ型胶原膜与Ⅱ型胶原海绵，通过比较力学性能、孔径大小，结合动物实验病理分析结果，探讨两种Ⅱ型胶原制品在材料特性与修复兔膝关节软骨缺损方面的优劣。　　1主要仪器与试剂　　盐酸胍、胃蛋白酶、苏木素、伊红-Y、Safranin’O、FastGreen等均购自Sigma公司;激光共聚焦显微镜(LSM510META)、荧光显微镜(ZeissAsiovert200M)、显微图像分析系统(AxioVisionRel.4.5Softaterialtestingsoft，发射波长为520nm，以自发荧光信号强度为限，Ⅱ型胶原基质海绵扫描厚度为136

6、.64μm，Ⅱ型胶原-透明质酸复合膜扫描厚度为212.43μm;使用CLSM图像分析系统进行操作和分析，并对两种材料的孔径进行测量。然后以SPSS13.0软件包对数据结果进行Independent-SamplesTTest统计分析。　　2.4两种材料力学特性比较　　以拉力测试机分别对Ⅱ型胶原基质海绵与Ⅱ型胶原生物膜以100mm/min的速度进行单轴拉伸力学测试，材料断裂时终止力学测试，使用拉力测试机自带软件测定这两种材料的极限抗张强度、最大应变、拉伸率、最大负荷、弹性模量等指标;并分别绘制这些材料的负荷-拉伸曲线和应力-应变曲线，分析材料的力学性能。最后以SP

7、SS13.0软件包对数据结果进行Independent-SamplesTTest统计分析。　　2.5动物实验　　2.5.1动物实验分组将27只新西兰成年纯种雄兔随机分为3组：A组Ⅱ型胶原海绵组，B组Ⅱ型胶原生物膜组，C组空白对照组，每组9只。术后分别于2、6和12周，3个时间点取材。每组每个时间点处死3只动物做病理分析。　　2.5.2动物实验方法　　手术兔用6g/L的戊巴比妥钠2.6mg/kg经耳缘静脉麻醉后，无菌操作下行膝关节内侧长约4cm的纵切口，依次切开皮肤，筋膜，关节囊，到达关节腔，将髌骨导向外侧脱位，暴露出股骨滑车部。在股骨内髁滑车面用电动钻，先用直

8、径2mm的钻头初步定位，钻出小凹陷，然