《關節軟骨組織工程中凝膠態支架的免疫隔離及其套用》是依託四川大學，由袁暾擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：關節軟骨組織工程中凝膠態支架的免疫隔離及其套用
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：袁暾
- 依託單位：四川大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
同種異體軟骨組織工程是有希望的關節軟骨修復技術，但免疫排斥是阻礙其臨床套用的關鍵障礙之一。利用最佳化設計支架的自身性質調控宿主免疫排斥反應為解決此問題提供了新的思路。尤其是，具有與天然軟骨相類似結構的凝膠態支架已經在一些研究中表現出了良好的免疫隔離效果，獲得了較高成功率。但是，對於免疫隔離形成的機理，與哪些材料學及免疫學因素相關，以及如何針對免疫隔離最佳化支架設計均缺乏研究。因此，本申請擬利用前期已報導的膠原支架體系，對免疫隔離的產生，其與支架物理隔離能力，降解速度及新生軟骨基質形成之間的動態關係，以及隔離環境對種子細胞免疫性質的影響，對炎性細胞因子免疫激活作用的抑制等問題進行探索研究；最後，依據所獲得的規律，提供具有最佳化的免疫隔離能力，能夠避免嚴重排斥反應的凝膠支架構建思路及實例。本研究的結果將有助於加深對支架免疫隔離效果的認識，從這個角度提出支架最佳化設計的原則，為後續的進一步研究打好基礎。
結題摘要
利用最佳化設計支架自身性質來調控宿主免疫排斥反應為解決同種異體軟骨組織工程臨床關節軟骨修復中的免疫安全性問題提供了新的思路。為此，本項目首先構建了不同物理性質的膠原支架，尤其是不同濃度膠原凝膠支架後分別與軟骨細胞及間充質幹細胞複合構建工程化複合物。在考察這些工程化複合物體外培養過程中種子細胞及複合物整體免疫性質的變化，並將這些變化與支架性質之間的關係進行了探討後，本項目證明了凝膠態支架存在免疫隔離效果，並且這種隔離效果可以通過對支架材料的設計而加以調整。進一步，對種子細胞在不同支架中免疫學及細胞生物學性質變化的研究部分揭示了這種免疫隔離效果產生的原因。通過構建不搭載種子細胞的不同支架並進行體內植入後考察支架的降解情況，以及使用透析袋模型搭載分別以軟骨細胞及間充質幹細胞作為種子細胞的工程化複合物後植入動物體內肌肉及關節腔內比較新生軟骨樣基質的形成與植入物免疫性質的變化，本研究明確了免疫隔離在修復的初期來源於支架的物理隔離，但修復位點局部微環境與支架的相互作用-促使新生軟骨基質的形成，在免疫隔離的維持上起著更為重要的作用。通過對工程化複合物植入體內不同位點後種子細胞的包括存活與增殖情況、分化情況及膜表面免疫分子表達等性質的比較，及其與所處植入位點微環境之間關係的分析，本研究發現良好設計的支架，不僅通過物理隔離起作用，在植入位點微環境的共同影響下，支架對種子細胞自身免疫性質也可有效調節。另外，體外培養過程中軟骨細胞作為種子細胞的工程化複合物免疫性質的變化說明了這種來自於支架的調節可以作用於除了間充質幹細胞這類本身具有免疫調節性質的細胞之外的其他類型的細胞。考慮到臨床修復過程中可能面臨的局部複雜炎性環境，通過在研究模型中加入炎性細胞因子後考察工程化複合物免疫性質的變化，本研究證明了良好設計的膠原支架，以及新生成的胞外基質，不僅隔離機體免疫細胞與種子細胞的相互作用，對炎性介質也有明顯隔離與限制，因此即使在複雜炎性環境中支架性質對宿主免疫排斥的調控依然可以有明顯的效果。最後，本研究的這些結果說明，在同種異體種子細胞軟骨組織工程支架設計中考慮為免疫隔離以及新生基質形成的最佳化，可能有助於提高修復效果，避免可能的免疫排斥反應的擔憂。
