新型双相支架组织工程软骨修复关节软骨缺损

集合关节软骨缺损多种修复方法的优点（包括微骨折、内源性MSC诱导、自体MSC体外扩增诱导成熟等），制作新型双相骨软骨支架材料，通过组织工程方法将关节软骨及软骨下骨作为一个整体修复。新型双相骨软骨支架材料由紧密联系的骨相和软骨相构成。骨相部分由多孔钛制成，软骨相部分由Ⅰ型胶原结合BMP-7构成。骨相采用多孔钛可以在植入初期起到稳定植入体的作用，远期可与软骨下骨的整合，同时由于植入时突破软骨下骨，可引导局部内源性MSC进入材料。胶原中结合的BMP-7以有效浓度缓慢释出，持续作用于经初步诱导的MSC, 进一步促进MSC向软骨细胞方向分化，修复软骨缺损。

本项目针对关节软骨特殊的生理学特点，以关节软骨缺损往往伴有软骨下骨的微观破坏，并且软骨下骨修复是关节软骨缺损修复的重要环节为理念，采用再生医学的先进技术手段，在集合了关节软骨缺损诸多修复方式（微骨折、三维细胞载体、内源性MSCs的诱导、自体外源性MSCs扩增后植入）优点的基础上，成功制作出新型组织工程双相骨软骨支架。其软骨相由I型胶原/硫酸软骨素结合BMP-7构成，骨相由多孔钛构成。经过多个探索性试验，在如何将复合材料有机构建软骨相、软骨相与骨相材料的稳定结合方式、干细胞在软骨相材料的合理接种等一系列关键技术环节上，得出了最可行且效果理想的实施方案。由于BMP-7可通过缓释系统可进一步促进骨髓间充质干细胞向软骨细胞分化，多孔钛可在植入缺损区初始阶段稳定植入体，远期可与软骨下骨整合，而且因植入支架时突破软骨下骨，可引导局部内源性MSCs释放产生协同修复作用，从而实现了修复关节软骨缺损的同时一体化重建软骨下骨；并通过植入方式的合理改进及双相支架的特殊设计，使得支架与宿主组织能够稳固锚定，手术操作更为简便易行。. 通过项目实施证实了I型胶原/硫酸软骨素支架能有效承载MSCs至缺损区，并促使其分化，再生出新软骨。而I型胶原/硫酸软骨素-多孔钛双相组织工程支架在软骨相加入了MSCs后能更有效地修复比格犬关节负重区骨软骨缺损。通过流式细胞技术，组织学，激光共聚焦，电子显微镜，μ-CT，分子生物学，及生物力学等手段证实该双相支架具有生物相容性好、成本较为低廉、修复效果明显、可批量生产等显著优势，并且在国内外同类研究中未见相同报道，有望克服既往组织工程途径软骨缺损修复中植入体容易脱落以及远期修复效果欠佳等问题，为临床软骨缺损的修复提供更为理想的办法。已申请专利两项。通过进一步的后续研究观察发现，对于面积较大的软骨下骨缺损，采用有活力的血管化软骨下骨能够更好地支撑附作其上的关节软骨成熟并发挥其功能。因此，研制血管化的支撑骨成为本课题组下一步研究的重点。. 本项目按原计划完成，达到预期目标。参加国际会议交流10篇次，做特邀报告2次，分组报告3次。国内特邀报告5次，分组报告17次。共发表论文34篇，其中SCI收录论文18篇。已产生专利两项，已获专利一项。共培养中青年学术带头人2名，博士后1名，博士生7名，硕士生9名，以及来我国学习的他国留学硕士生4名。