新型雙相支架組織工程軟骨修復關節軟骨缺損

《新型雙相支架組織工程軟骨修復關節軟骨缺損》是依託四川大學，由項舟擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：新型雙相支架組織工程軟骨修復關節軟骨缺損
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：項舟
• 依託單位：四川大學

項目摘要

集合關節軟骨缺損多種修複方法的優點（包括微骨折、內源性MSC誘導、自體MSC體外擴增誘導成熟等），製作新型雙相骨軟骨支架材料，通過組織工程方法將關節軟骨及軟骨下骨作為一個整體修復。新型雙相骨軟骨支架材料由緊密聯繫的骨相和軟骨相構成。骨相部分由多孔鈦製成，軟骨相部分由Ⅰ型膠原結合BMP-7構成。骨相採用多孔鈦可以在植入初期起到穩定植入體的作用，遠期可與軟骨下骨的整合，同時由於植入時突破軟骨下骨，可引導局部內源性MSC進入材料。膠原中結合的BMP-7以有效濃度緩慢釋出，持續作用於經初步誘導的MSC, 進一步促進MSC向軟骨細胞方向分化，修復軟骨缺損。

結題摘要

本項目針對關節軟骨特殊的生理學特點，以關節軟骨缺損往往伴有軟骨下骨的微觀破壞，並且軟骨下骨修復是關節軟骨缺損修復的重要環節為理念，採用再生醫學的先進技術手段，在集合了關節軟骨缺損諸多修複方式（微骨折、三維細胞載體、內源性MSCs的誘導、自體外源性MSCs擴增後植入）優點的基礎上，成功製作出新型組織工程雙相骨軟骨支架。其軟骨相由I型膠原/硫酸軟骨素結合BMP-7構成，骨相由多孔鈦構成。經過多個探索性試驗，在如何將複合材料有機構建軟骨相、軟骨相與骨相材料的穩定結合方式、幹細胞在軟骨相材料的合理接種等一系列關鍵技術環節上，得出了最可行且效果理想的實施方案。由於BMP-7可通過緩釋系統可進一步促進骨髓間充質幹細胞向軟骨細胞分化，多孔鈦可在植入缺損區初始階段穩定植入體，遠期可與軟骨下骨整合，而且因植入支架時突破軟骨下骨，可引導局部內源性MSCs釋放產生協同修復作用，從而實現了修復關節軟骨缺損的同時一體化重建軟骨下骨；並通過植入方式的合理改進及雙相支架的特殊設計，使得支架與宿主組織能夠穩固錨定，手術操作更為簡便易行。通過項目實施證實了I型膠原/硫酸軟骨素支架能有效承載MSCs至缺損區，並促使其分化，再生出新軟骨。而I型膠原/硫酸軟骨素-多孔鈦雙相組織工程支架在軟骨相加入了MSCs後能更有效地修複比格犬關節負重區骨軟骨缺損。通過流式細胞技術，組織學，雷射共聚焦，電子顯微鏡，μ-CT，分子生物學，及生物力學等手段證實該雙相支架具有生物相容性好、成本較為低廉、修復效果明顯、可批量生產等顯著優勢，並且在國內外同類研究中未見相同報導，有望克服既往組織工程途徑軟骨缺損修復中植入體容易脫落以及遠期修復效果欠佳等問題，為臨床軟骨缺損的修復提供更為理想的辦法。已申請專利兩項。通過進一步的後續研究觀察發現，對於面積較大的軟骨下骨缺損，採用有活力的血管化軟骨下骨能夠更好地支撐附作其上的關節軟骨成熟並發揮其功能。因此，研製血管化的支撐骨成為本課題組下一步研究的重點。本項目按原計畫完成，達到預期目標。參加國際會議交流10篇次，做特邀報告2次，分組報告3次。國內特邀報告5次，分組報告17次。共發表論文34篇，其中SCI收錄論文18篇。已產生專利兩項，已獲專利一項。共培養中青年學術帶頭人2名，博士後1名，博士生7名，碩士生9名，以及來我國學習的他國留學碩士生4名。