淫羊藿苷共价修饰的促软骨生长胶原基组织工程支架材料研究

胶原(Col)、硫酸软骨素(CS)和透明质酸(HA)均是天然软骨的基质成分，被广泛用于制备软骨组织工程支架材料。然而，构建的这些支架材料用于组织修复时常存在生物活性较弱、物理性能不适宜等缺陷。为了提高支架材料的生物活性，往往在支架中载入生长因子等活性分子。但生长因子的高价格、易失活、免疫原性等问题限制了它在临床中的应用。为了获得具有良好生物活性的软骨组织工程支架材料，本申请拟将具有促软骨生长活性的天然产物淫羊藿苷(Ica)共价引入Col/CS/HA(CCH)复合材料中，制备具有良好支架性能和生物学性能的Ica/CCH(ICCH)复合支架材料。拟在Ica、CS和HA中引入易于发生反应的双键以实现Ica对CCH支架的共价修饰并提高其性能。考察ICCH支架中Ica的释放行为及其在体内外的促软骨生长活性。该研究不仅有望获得促软骨生长的ICCH复合支架材料，也将拓宽天然产物在生物医学工程领域的应用。

胶原(Col)、硫酸软骨素(CS)和透明质酸(HA)均是天然软骨的基质成分，被广泛用于制备软骨组织工程支架材料。然而，构建的这些支架材料用于组织修复时常存在生物活性较弱、物理性能不适宜等缺陷。为了提高支架材料的生物活性，往往在支架中载入一些生长因子如转化生长因子(TGF-β)和胰岛素样生长因子(IGF)。但生长因子的高价格、易失活、免疫原性等问题限制了它在临床中的应用。因此，为了获得具有良好生物活性的软骨组织工程支架材料，需要在支架中引入其他的一些具有促软骨形成的生物活性物质。. 淫羊藿苷（Ica）是一种价格低廉、性质较为稳定、具有多种药理活性的天然小分子物质。许多研究表明Ica会影响软骨细胞的增殖、能维持软骨细胞表型，促进软骨细胞分泌更多的蛋白多糖和胶原基质。因此，本研究首先将Ica载入胶原水凝胶中，考察了Ica对成年兔骨软骨临界尺寸缺损的修复效果。结果显示Ica可以促进新生软骨的生长，并提高新生软骨与软骨下骨的整合。. 进一步通过甲基丙烯酸酐（MA）与CS以及HA分子中羟基的反应，获得甲基丙烯酸化的硫酸软骨素（CSMA）和透明质酸（HAMA），利用胶原分子的自组装和CSMA以及HAMA中双键的自由基聚合反应，制备出具有互穿网络结构（IPN）的胶原/硫酸软骨素/透明质酸复合水凝胶。获得的IPN水凝胶可显著上调软骨特有基因Sox9、ColⅡ、AGG基因的表达，更好地维持软骨细胞表型，促进软骨细胞合成更多的细胞外基质。. 随后，利用甲基丙烯酸酐（MA）与Ica分子中羟基的反应，制备出甲基丙烯酸化的淫羊藿苷（Ica-MA）。然后，淫羊藿苷被共价引入到水凝胶支架材料（HA-Ica和HA-Ica/Col）中。研究结果显示，Ica的共价载入不会明显改变材料的力学性能、降解性能和溶胀性能，但是能调控Ica的释放行为并提高支架的载药量，从而保持支架材料长期的生物活性。HA-Ica/Col水凝胶不仅能维持软骨细胞的表型，促进细胞聚集成簇生长，且可明显上调ColⅡ、AGG和Sox9基因的表达，促进软骨基质的分泌。因此，本研究不仅有望获得具有促软骨生长的HA-Ica/Col水凝胶支架材料，也将拓宽天然产物在生物医学工程领域的应用。