二膦酸盐复合软骨支架材料的选择及修复关节软骨缺损的实验研究

关节软骨缺损在临床上十分常见，影响关节功能，由于软骨自身修复能力有限，目前缺乏有效的修复方法。组织工程方法修复软骨缺损成为一种新尝试，目前国内外实验研究的可降解软骨支架材料多存在抗压强度不够、与软骨下骨结合困难、细胞粘附长入等问题，新生修复组织易出现退变;因此，寻找一种理想的支架材料成为软骨修复成功的关键。二膦酸盐可有效抑制骨吸收，可以抑制软骨下骨的重吸收，为软骨修复提供生物学环境的支持，还可减少软骨修复组织退化;本实验我们模拟天然软骨基质结构，构建七种不同的复合物支架，负载二膦酸盐，优化选择1-2种复合支架材料，修复或替代软骨及软骨下骨缺损。在本研究中我们将探讨含二膦酸盐、羟基磷灰石的复合骨软骨支架材料促进软骨或成骨细胞增殖生长的作用机制和观察对关节软骨缺损的修复效果。本研究项目可为关节软骨缺损提供有效的组织工程治疗方法,具有良好的社会效益。

【目的】构建新型阿伦磷酸钠（ALN）-壳聚糖（CS）-纳米羟基磷灰石（nHA）骨软骨组织工程支架材料，通过对其理化特性、生物相容性进行研究，探讨其是否符合理想骨软骨组织工程支架材料的要求，进而为骨软骨组织工程技术修复骨软骨损伤奠定基础。.【方法】1、采用冷冻干燥法制备新型ALN-CS-nHA复合支架材料。2、X-射线能谱仪（Energy Dispersive Spectrometer,EDS或EDX）、X-射线衍射仪(XRayDiffractometer,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy SEM)、 无水乙醇置换法观察分析新型支架材料的理化性质。3、按照国家医疗器械生物学评价标准，探讨新型复合支架材料的生物相容性。.【结果】相关理化性质检测显示：新型支架材料具有良好的骨软骨一体化层状结构，骨相与软骨相结合紧密且均呈疏松多孔结构，孔径大小适宜，孔的连通性良好，孔隙率为（79.67±0.580）%，支架材料各组分理化性质得以保持,并且形成阿伦磷酸钠-纳米羟基磷灰石螯合物，赋予支架材料新的软骨下骨修复能力，符合理想骨软骨组织工程支架材料要求。2、生物相容性检测：急性毒性试验，溶血试验，热原试验、细胞毒性试验检测，表明新型支架材料具有良好的生物相容性。.【结论】1、我们用冷冻干燥法制备的新型阿伦磷酸钠-纳米羟基磷灰石-壳聚糖复合支架材料，具有良好的骨软骨层状结构，良好的孔径、孔隙率、孔之间连通性良好，可为细胞的生长、增殖、代谢、分化、功能表达提供良好的空间环境。2、支架材料的各组分生物活性得以保持、协同，赋予了新型支架材料良好的骨诱导、骨传导活性，进一步增强了支架材料的软骨下骨修复能力。3、经生物相容性检测显示，新型阿伦磷酸钠-壳聚糖-纳米羟基磷灰石复合支架材料具有良好的生物相容性。4、本次试验构建的新型阿伦磷酸钠-壳聚糖-纳米羟基磷灰石复合支架材料符合理想骨软组织工程支架材料的要求。