张加廷 张东正 侯建雷 张仲文▲

    1.武警后勤学院，天津300309；2.武装警察部队总医院骨软骨科，北京100039

    定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原支架上兔软骨细胞生长增殖观察及新生组织生物力学检测

    张加廷1，2张东正2侯建雷2张仲文2▲

    1.武警后勤学院，天津300309；2.武装警察部队总医院骨软骨科，北京100039

    目的探讨采用定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原软骨支架复合软骨细胞体外构建生物力学性能更好的组织工程软骨。方法利用牛跟腱和猪软骨分别提取Ⅰ型胶原和Ⅱ型胶原并以超微量分光光度计测定其最大紫外吸收峰。利用快速冷冻自然真空冻干筛选成型法制备垂直定向微孔结构的Ⅰ/Ⅱ型胶原复合支架，同时采用普通冷冻干燥法制备非定向Ⅰ/Ⅱ型胶原复合支架。将兔软骨细胞分别接种在两组支架上，体外静态培养3 d后扫描电子显微镜下观察软骨细胞生长情况，MTT法测量两组支架体外静态培养14 d内细胞生长情况，通过测量第7天和第14天杨氏模量和抗拉强度检测两种新生组织工程软骨的生物力学性能。结果扫描电镜观察在两组支架上体外培养3 d后的软骨细胞生长情况良好；定向Ⅰ/Ⅱ型胶原复合支架上种子细胞在5～11 d内增殖速度高于非定向Ⅰ/Ⅱ型胶原复合支架，两者差异有统计学意义(P<0.05)；定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原软骨支架的压缩弹性模量和抗拉强度高于非定向Ⅰ/Ⅱ型胶原软骨支架，差异有统计学意义(P<0.05)。结论定向结构Ⅰ/Ⅱ型胶原软骨支架能够在特定时间段内促进细胞增殖，与软骨细胞体外静态培养后能够成功生成具有定向纤维结构、生物力学性能更好的组织工程软骨，是有良好应用前景的组织工程软骨支架材料。

    Ⅰ/Ⅱ型复合胶原膜；定向支架；软骨细胞；软骨组织工程；生物力学

    临床常见的关节软骨缺损很难自愈，传统治疗方法不能实现透明软骨修复[1]。组织工程软骨植入是治疗关节软骨缺损效果较为确切且安全性好的治疗方法[2]。Stark等[3]通过研究证明了软骨细胞在胶原膜上能够生存且进一步增殖。液态下的胶原蛋白形成一种胶状溶液，其作用可刺激细胞分裂，同时胶原蛋白的一部分降解产物可被细胞利用合成新的细胞外基质[4]。Yates等[5]的研究中使用Ⅰ型胶原海绵支架搭载牛软骨细胞，共培养后观察软骨细胞可以正常增殖并维持其表型稳定。基于Ⅱ型胶原蛋白具有促进去分化软骨细胞再分化与活化的能力[6]，Ⅱ型胶原在组织工程软骨中越来越受重视。

    关节软骨细胞外基质的胶原成分中Ⅱ型胶原蛋白含量为90%～95%[7]。正常人体关节软骨分为浅表层、移行层、柱状层和钙化层四层 ......