組織工程骨和軟骨的建造

　　引言　人類因先天性和獲得性疾病引起骨和軟骨組織的缺損或畸形，需要選用理想的修復或替代材料完成骨和軟骨組織的修復與重建.現今尚無一種修復材料在生物學特性方面能夠達到自體組織移植的水平.因此采用組織工程的方法，建造自身細胞來源的自體組織已成為生物醫學研究的一項重要課題[1,2].我科由國家自然科學基金和軍隊醫藥衛生科研基金資助進行組織工程骨、軟骨的研究，現將部分研究成果做以介紹.

　　1　材料和方法

　　1.1　組織工程骨的研究　實驗采用裸鼠和新西蘭兔作為實驗模型.

　　1.1.1　支架材料的制備　取新西蘭兔的膝關節，沖洗、漂洗去除骨髓組織，采用脫脂、脫礦、去酸性蛋白等化學處理方法，經凍干處理后，制備成骨松質基質.骨松質基質具有多孔網狀結構.

　　1.1.2　細胞分離培養　取兔骨髓基質細胞，經體外分化誘導為成骨細胞，經體外培養擴增后與可降解水凝膠混合.

　　1.1.3　細胞/支架復合物的形成　將5×106*mL-1的成骨細胞接種于松質骨基質支架上，表面行鈣離子固化，體外培養48 h. 然后將細胞/支架復合物植入裸鼠和新西蘭兔皮下.以單純松質骨基質移植作為對照.

　　1.2　組織工程軟骨的建造

　　1.2.1　細胞載體材料的選擇　分別選用牛腱膠原、聚氧化乙烯溫度固化聚合物、藻酸鹽3種水凝膠作為軟骨細胞載體材料.

　　1.2.2　軟骨細胞的分離材料　取兔耳軟骨， 用Ⅱ型膠原酶消化分離，按4×107*mL-1將軟骨細胞與載體材料混合.

　　1.2.3　細胞/載體材料復合物的植入　采用注射方式將細胞/載體材料復合物植入裸鼠及新西蘭兔皮下，在體內進行固化.以單純載體材料植入為對照.

　　2　結果

　　2.1　組織工程骨的研究　組織學研究顯示，移植后2 mo松質骨基質大部分吸收，由成熟的骨組織替代.然而單純松質骨基質移植骨僅出現少量骨樣組織.

　　2.2　組織工程軟骨的研究　可注射軟骨移植后3 mo，3種水凝膠類載體材料均呈現不同程度的吸收，并有大量軟骨組織的形成.免疫組織化學檢查顯示，在所形成軟骨中有大量Ⅱ型膠原和硫酸軟骨素的形成.對照組無軟骨形成.

　　3　討論　

         組織工程支架材料的研究和應用是組織工程組織建造的關鍵問題[1]，我們首次采用松質骨基質作為支架建造組織工程骨，并證明了其可行性，為進一步深入研究該支架材料的應用及組織工程骨的血管化問題奠定了基礎.可注射性軟骨的成功建造具有廣泛的臨床應用前景[3]，同時我們更加關注骨/軟骨復合組織的建造，因為該項工作將面臨關節結構的形成，是組織工程更具挑戰的課題.