负载干细胞的可注射水凝胶的制备及软骨修复研究
发布时间：2020-12-28 18:12
由疾病、创伤等引起的软骨损伤,是常见的临床问题。软骨组织缺乏血管或神经的分布,因此其损伤后的自我修复能力有限。近年来,软骨组织工程技术的兴起为软骨损伤修复提供了一种新的治疗方案。在众多支架材料中,可注射水凝胶材料具备:与天然软组织细胞外基质相似的结构组成;支持细胞的生物学行为;侵入性小等多方面优势,已成为一种较为理想的软骨组织工程支架材料。此外,骨髓间充质干细胞也被认为是软骨组织工程中种子细胞的重要来源。因此,本论文构建了几种可注射水凝胶体系,并研究其在软骨组织工程中的潜在应用价值。本论文第一章综述了临床上软骨损伤修复的研究现状以及可注射水凝胶在组织工程中应用的策略和方法。第二章基于辣根过氧化物酶/双氧水的催化反应,构建了负载干细胞的可注射透明质酸/胶原蛋白水凝胶体系。透明质酸和胶原蛋白均为细胞外基质的重要组成部分,是较理想的组织工程材料。但胶原蛋白存在水溶性差以及降解过快等问题,限制了其在组织工程领域的应用。本章中,通过对胶原蛋白进行丁二酸酐修饰,显著改善了其水溶性;通过复合透明质酸,有效减缓了水凝胶材料的降解速率。体内外实验表明:该水凝胶成胶时间短;有利于骨髓间充质干细胞的存活与增...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２关节软骨组织的结构Ｗ
?第１章绪论???Ａ：?ｐａｒｔｉａｌ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?ｄｅｆｅｃｔ??＂ｆ＾ＯＯ＾Ｏ＾Ｏｎ．０?ａｒｔｉｃｕｌａｒ??Ｏ?Ｑ?０°?°?＾?Ｑ?ｎ？?ｃａｒｔｉｌａ９ｅ??§?Ｂｌ￣８§§§?§?§??ｔｅＷＭｔ：。－１??Ｂ：?ｆｕｌｌ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?ｄｅｆｅｃｔ??°＾〇?°Ｇ０Ｃ＞?°〇°?３°０Ｇ°ｃ＞＾〇〇Ｏ??ｌｉｌｉｊｊ?§§§?§§??图１．３?（Ａ）部分软骨缺损以及（Ｂ）全层软骨缺损示意图Ｍ。??目前，临床上治疗软损伤的方法主要有以下三种：微骨折术、自体软骨细??胞移植术和自体或异体骨软骨移植术，各具不同的优缺点。??１．微骨折术??２０世纪后期，Ｐｒｉｄｉｅ［１７］和朽（＾１［１８］等报道了一种新型的关节炎治疗技术，即??进行病损软骨清创术后，钻入软骨下骨以获得纤维软骨组织的新生。实际上，该??方法并不能让人满意：一是它的治疗效果具有太多不确定性；二是手术需要移除??整个软骨下板，侵入性太强。随着关节镜检测技术的不断发展，Ｓｔｅａｄｍａｎ等［１９＿２Ｑ］??对上述清创和钻入手术进行优化，他们将关节镜技术应用到手术中，提高了钻孔??的精确度，大大降低了手术的入侵性，并称之为微骨折术（Ｍｉｃｒｏｆｒａｃｔｕｒｅ，?ＭＦ）。??如图１．４所示，ＭＦ是一种再生技术：软骨下骨中的间充质干细胞被招募到损伤??部位，并与血液共同凝结于此；１２？１６?ｍ后，凝结块通过重建等过程最终形成纤??维软骨组织。可惜的是，所新生的纤维软骨组织在理化与生物学特性等方面与周??围天然软骨组织明显不匹配，且存在进一步退化、软化以及ＩＩ期骨化等问题［２１＿２２］。??此外，ＭＦ修复效果还受病患的年龄和
?第Ｉ章绪论???Ａｒｔｉｃｕｌａｒ?Ｃａｒｔｉｌａｇｅ?ＭＦ??Ｃａｌｃｉｆｉｅｄ?ｚｏｎｅ?——???＿丨?＿?｜?］?｜＂＂??Ｓｕｂｃｈｏｎｄｒａｌ?ｂｏｎｅ??：ｖ?＾?ｈ％?＾?ｔ?９?４?＾?Ｊ?１?？?ａ％??ＢＭＳＣ—：？?ｒ．?＊：：?ｌ＊?－Ｓ?１?：？！＊？？：：?Ｕ??图１．４微骨折手术示意图Ｍ。??２．自体软骨细胞移植术??２０世纪９０年代，ＢｒｉｔｔｂｅｒｇＰ３］和Ｐｅｔｅｒｓｏｎ［２４］等首次采用自体软骨细胞移植术??（Ａｕｔｏｌｏｇｏｕｓ?ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅ?ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，ＡＣＩ）对软骨损伤进行修复。如图?１．５?所??示，ＡＣＩ治疗需经历两个阶段：第一阶段，于患者非负重区提取健康软骨（２００？３００??ｍｇ），经酶消化后分离纯化软骨细胞，体外扩增至１０７个；第二阶段一般在上阶??段６?ｗ？１８?ｍ后实施，首先对病损处采取清创处理，并将取自胫骨内侧的骨膜缝??合于此，最后原位注射上述所获的软骨细胞悬液到缺损部位［２５－２７］。遗憾的是，该??技术存在耗时较长，术后护理较复杂和细胞泄露较严重等问题。此外，软骨细胞??体外扩增培养时容易发生去分化现象，无法维持其软骨细胞表型。??ｐｅｒｎｕｒ?Ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅｓ??！?＊、?％?ｒｅｌｅａｓｅｄ?ｂｙ?Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ?ｏｆ??／?＼?＾?＊?ｅｎｚｙｍａｔｉｃ?ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ?ｃｕｌｔｕｒｅｄ??／?／?Ｈｅａｌｔｈｙ?ｂｉｏｐｓｙ?ｔａｋｅｎ?Ｘ．?ａｕｔｏｌｏｇｏｕｓ??／?ｆ?Ｊ?＼?）?ｆｒｏｍ?ｎｏｒｖｌｏａｄ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅｓ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Injectable hydrogels for cartilage and bone tissue engineering[J]. Mei Liu,Xin Zeng,Chao Ma,Huan Yi,Zeeshan Ali,Xianbo Mou,Song Li,Yan Deng,Nongyue He. Bone Research. 2017(02)
本文编号：2944176
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．２关节软骨组织的结构Ｗ
?第１章绪论???Ａ：?ｐａｒｔｉａｌ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?ｄｅｆｅｃｔ??＂ｆ＾ＯＯ＾Ｏ＾Ｏｎ．０?ａｒｔｉｃｕｌａｒ??Ｏ?Ｑ?０°?°?＾?Ｑ?ｎ？?ｃａｒｔｉｌａ９ｅ??§?Ｂｌ￣８§§§?§?§??ｔｅＷＭｔ：。－１??Ｂ：?ｆｕｌｌ?ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ?ｄｅｆｅｃｔ??°＾〇?°Ｇ０Ｃ＞?°〇°?３°０Ｇ°ｃ＞＾〇〇Ｏ??ｌｉｌｉｊｊ?§§§?§§??图１．３?（Ａ）部分软骨缺损以及（Ｂ）全层软骨缺损示意图Ｍ。??目前，临床上治疗软损伤的方法主要有以下三种：微骨折术、自体软骨细??胞移植术和自体或异体骨软骨移植术，各具不同的优缺点。??１．微骨折术??２０世纪后期，Ｐｒｉｄｉｅ［１７］和朽（＾１［１８］等报道了一种新型的关节炎治疗技术，即??进行病损软骨清创术后，钻入软骨下骨以获得纤维软骨组织的新生。实际上，该??方法并不能让人满意：一是它的治疗效果具有太多不确定性；二是手术需要移除??整个软骨下板，侵入性太强。随着关节镜检测技术的不断发展，Ｓｔｅａｄｍａｎ等［１９＿２Ｑ］??对上述清创和钻入手术进行优化，他们将关节镜技术应用到手术中，提高了钻孔??的精确度，大大降低了手术的入侵性，并称之为微骨折术（Ｍｉｃｒｏｆｒａｃｔｕｒｅ，?ＭＦ）。??如图１．４所示，ＭＦ是一种再生技术：软骨下骨中的间充质干细胞被招募到损伤??部位，并与血液共同凝结于此；１２？１６?ｍ后，凝结块通过重建等过程最终形成纤??维软骨组织。可惜的是，所新生的纤维软骨组织在理化与生物学特性等方面与周??围天然软骨组织明显不匹配，且存在进一步退化、软化以及ＩＩ期骨化等问题［２１＿２２］。??此外，ＭＦ修复效果还受病患的年龄和
?第Ｉ章绪论???Ａｒｔｉｃｕｌａｒ?Ｃａｒｔｉｌａｇｅ?ＭＦ??Ｃａｌｃｉｆｉｅｄ?ｚｏｎｅ?——???＿丨?＿?｜?］?｜＂＂??Ｓｕｂｃｈｏｎｄｒａｌ?ｂｏｎｅ??：ｖ?＾?ｈ％?＾?ｔ?９?４?＾?Ｊ?１?？?ａ％??ＢＭＳＣ—：？?ｒ．?＊：：?ｌ＊?－Ｓ?１?：？！＊？？：：?Ｕ??图１．４微骨折手术示意图Ｍ。??２．自体软骨细胞移植术??２０世纪９０年代，ＢｒｉｔｔｂｅｒｇＰ３］和Ｐｅｔｅｒｓｏｎ［２４］等首次采用自体软骨细胞移植术??（Ａｕｔｏｌｏｇｏｕｓ?ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅ?ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ，ＡＣＩ）对软骨损伤进行修复。如图?１．５?所??示，ＡＣＩ治疗需经历两个阶段：第一阶段，于患者非负重区提取健康软骨（２００？３００??ｍｇ），经酶消化后分离纯化软骨细胞，体外扩增至１０７个；第二阶段一般在上阶??段６?ｗ？１８?ｍ后实施，首先对病损处采取清创处理，并将取自胫骨内侧的骨膜缝??合于此，最后原位注射上述所获的软骨细胞悬液到缺损部位［２５－２７］。遗憾的是，该??技术存在耗时较长，术后护理较复杂和细胞泄露较严重等问题。此外，软骨细胞??体外扩增培养时容易发生去分化现象，无法维持其软骨细胞表型。??ｐｅｒｎｕｒ?Ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅｓ??！?＊、?％?ｒｅｌｅａｓｅｄ?ｂｙ?Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ?ｏｆ??／?＼?＾?＊?ｅｎｚｙｍａｔｉｃ?ｄｉｇｅｓｔｉｏｎ?ｃｕｌｔｕｒｅｄ??／?／?Ｈｅａｌｔｈｙ?ｂｉｏｐｓｙ?ｔａｋｅｎ?Ｘ．?ａｕｔｏｌｏｇｏｕｓ??／?ｆ?Ｊ?＼?）?ｆｒｏｍ?ｎｏｒｖｌｏａｄ?ｂｅａｒｉｎｇ?ｃｈｏｎｄｒｏｃｙｔｅｓ??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Injectable hydrogels for cartilage and bone tissue engineering[J]. Mei Liu,Xin Zeng,Chao Ma,Huan Yi,Zeeshan Ali,Xianbo Mou,Song Li,Yan Deng,Nongyue He. Bone Research. 2017(02)
本文编号：2944176
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