功能化组织工程关节软骨的系统构建及其力学生物学调控

关节软骨缺损的功能化组织工程修复是组织工程软骨研究的最终目标，关节软骨重要功能是负重，种子细胞与支架的在负重情况下黏附力不足是制约其修复质量的主要原因之一，亲和素-生物素桥接系统(avidin-biotin binding system，ABBS)具有高度的特异性亲和、多桥联作用的优点，将ABBS系统和单克隆抗体技术相耦联应用，改进为CD106抗体－ABBS技术系统，达到种子细胞抓捕和纯化、种子细胞与三维支架间强有力附着绑定、避免种子细胞对桥接系统内吞的三重作用；在已经建立此系统的基础上，以整合素-细胞骨架-粘着斑蛋白－丝裂酶原活化蛋白激酶（MAPKs）－基质金属蛋白酶（MMPs）信号转导通路为研究主线，分别于体外Flexercell应力培养系统、体内实际负重环境下相互印证研究细胞外力学信号与细胞内生物学信号的耦合通路，以期建立一种新型的组织工程软骨构建方法，并为其实际应用提供依据。

分别对利用单抗生物素一亲和素系统对细胞的黏附、干细胞的筛选做了研究，发现可以利用该系统绑定细胞、增加黏附、进行筛选，能够显著提高细胞与支架的黏附能力，促进组织工程种子细胞的增殖和软骨细胞表型的表达，对于干细胞的研究发现：CD105+滑膜间充质干细胞具有更好的成软骨能力，且在外部因子的作用下迁移归巢；对于整合素信号通路的研究，发现integrin β1经由FAK/c-Src信号通路调控下游产物，且伴有其FAK tyr 397，tyr 576，tyr 577, try 925及c-Src tyr 416磷酸化水平的显著下降和FAK与c-Src蛋白相互结合的明显减弱；利用壳聚糖-明胶支架复合的三维支架与/干细胞的相容性良好，进一步纳米技术处理的壳聚糖生物玻璃支架研究发现具有较好的骨缺损修复功能，将新型组织工程软骨修复动物软骨缺损研究初步发现，支架在体内完全吸收，细胞粘附力增加，为关节软骨缺损的功能性修复奠定了基础。