模拟微重力环境下层状修复体与软骨细胞复合培养的实验研究

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1、模拟微重力环境下层状修复体与软骨细胞复合培养的实验研究.L.编辑。作者：张世浩，朱立新，靳安民，严乐平，王九现，黄锐，朱书涛【摘要】［目的］探讨模拟微重力作为软骨组织工程培养方法的作用和胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙（tricalciumphosphate，TCP）层状梯度修复体作为关节软骨组织工程支架的可行性。［方法］体外培养新西兰大白兔关节软骨细胞并扩增,吸附于多孔胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体上，模拟微重力和普通环境下三维立体分别培养3周,通过生长曲线、倒置相差显微镜、组织学、扫描电镜及免疫组织化学检测微重力对软骨细胞培养的影响和支架在三维立体培养对软骨细胞的表型

2、、增殖及功能的影响。［结果］软骨细胞/修复体体外培养3周,软骨细胞模拟微重力培养组明显比普通培养组在层状修复体上分布均匀，修复体中心软骨细胞数量明显较多，并分泌细胞基质，包裹在软骨细胞周围，Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性。［结论］模拟微重力环境有利于软骨细胞在三维支架上的均匀增殖，有望成为软骨组织工程中的一种重要培养方法；胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体，细胞相容性良好,有望成为一种比较理想的关节软骨组织工程支架材料。【关键词】微重力;层状修复体;软骨细胞;组织工程Abstract：［Objective］Toevaluatethefeasibilityofthemini

3、cmicrogravityasamethodandthelayeredcylindriccollagenchitosanβtricalciumphosphatepositeasascaffoldforthecartilagetissueengineeringafteranobservationofhoultipliedinvitro,andthenthechondrocytesphosphatepositescaffoldandinicmicrogravityandordinaryenvironmentfor3orphologicalchangesandsynthesi

4、softheextracellularmatrixicroscopy,histology,scanningelectronmicroscopyandimmunohistochemistry.［Result］Thechondrocytesthatadheredtothescaffoldincreasedsignificantlyandsecretedextracellularmatrixinthecenteroftheporousscaffoldaroundthechondrocytesunderminicmicrogravityparedent.Immunohistochem

5、istryoftypeⅡcollageninicmicrogravityenvironmentethodforthecartilagetissueengineering.Andthelayeredcylindriccollagenchitosanβtricalciumphosphatepositescaffoldhasagoodcellularpatibility.Iticrogravity；layeredposite；chondrocyte；tissueengineering关节软骨损伤一直是骨科面临的难题之一。关节软骨本身缺乏营养血管，再生细胞和体液因子少，软骨的细

6、胞/基质比低，一旦关节软骨损伤，其再生能力十分有限。此外，再生软骨的生物化学和机械性能不等同于正常软骨，容易退变和侵蚀。组织工程修复软骨手段的目的是将修复物质运送到受损部位并且固定于该位置以达到有效的修复。从研究结果来看，虽然研究者们应用了多种方法研究生物材料、种子细胞和修复，但修复关节软骨的长期效果并不令人满意，存在着组织工程软骨中心强度低、难以和宿主正常软骨整合、软骨和软骨下骨的断裂分层问题等难题［1～3］。作者希望通过最近新兴的模拟微重力技术，将软骨组织工程中应用广泛的胶原、壳聚糖与βTCP有机复合,模仿体内关节软骨的分层结构,增加支架材料的力学强度，构建层状梯度复合

7、材料，并将扩增的兔关节软骨细胞植入其中人工培养,观察软骨细胞在胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体中的黏附、增殖、生长情况及生物学性状变化,以评价微重力培养方法在软骨组织工程的实用性及该复合材料作为关节软骨组织工程支架的可行性。1材料和方法1.1主要试剂和仪器DMEM/F12、DHank’s、胰蛋白酶、EDTA(Sigma公司，美国)；Ⅱ型胶原酶(Gibco公司，美国)；胎牛血清（杭州四季青公司）；四氮唑蓝（上海思吉生物制品有限公司，中国）、Ⅱ型胶原抗体、S-100抗体、SABC试剂盒（武汉博士