《骨-軟骨界面再生修復的梯度活性支架與細胞回響關係》是依託天津大學，由袁曉燕擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：骨-軟骨界面再生修復的梯度活性支架與細胞回響關係
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：袁曉燕
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
骨-關節軟骨界面損傷是骨科常見疾病，但其難以自身癒合，藉助於支架、細胞和生物信號相互作用而實現的再生醫學方法已成為其重要的解決手段。由於骨-軟骨界面過渡區細胞和基質的種類、結構和形態呈梯度分布，因此，在一定時間、空間和濃度下使支架能夠對細胞提供連續梯度分布的生物信號刺激已成為必要條件。本項目擬通過電噴、單乳或復乳法形成的微球與相分離/粒子洗去相結合的複合方法，開展活性物質梯度分布的三維生物降解性多孔支架研究，探討多種生長因子如BMP-2和TGF-β1等的連續梯度分布和順序釋放與人骨髓間充質幹細胞的回響和協調關係。重點研究支架中生物活性物質的梯度包載含量與梯度釋放動力學與PLGA等同類聚酯的化學結構、相對分子質量及其與明膠的物理與化學複合、納米β-磷酸三鈣含量、明膠致孔微球與支架孔徑分布關係、微球製備參數等因素的依賴性和調控機制。開展本項工作，可開闢新型活性組織工程支架製備的新途徑。
結題摘要
由於骨-軟骨界面組織中細胞和基質的種類、結構和形態呈梯度分布，所以有必要使支架材料在一定時間、空間和濃度下對細胞提供連續梯度分布的生物信號刺激。為更有效地修復損傷的骨界面組織，本項目以生物活性梯度支架的製備方法及其與細胞回響關係為研究對象，重點研究了適用於骨-軟骨界面組織修復的梯度活性支架材料。主要內容包括電紡纖維和電噴及復乳微球包載生物活性物質的研究、多孔梯度支架材料的製備與性能研究和生物活性蛋白的梯度濃度分布和順序釋放與細胞活性的回響關係。以聚丙交酯-co-乙交酯(PLGA)為原料，經相分離/粒子洗去法製備三維多孔支架。以不同粒徑的明膠微球為致孔劑製備出孔徑呈現梯度變化的PLGA多孔支架，體外細胞培養發現，成骨細胞在各孔徑中都呈現增殖的趨勢，細胞不僅能在支架表面很好地粘附和增殖，也能長入支架的內部，但孔徑對細胞的分化沒有顯著影響。將電紡和電噴技術相結合製備了含有骨形態發生蛋白(BMP-2)呈梯度分布的纖維/微球複合支架，梯度支架能夠促進前成骨細胞MC3T3-E1的鈣沉積和鹼磷酶活性(ALP)的表達，且BMP-2的梯度含量能夠使細胞在梯度支架中呈現梯度分化。在支架中同時包載BMP-2和轉化生長因子-β1(TGF-β1)兩種生物活性蛋白，製備了凝膠/PLGA複合梯度支架，控制其在一定時間內順序釋放。凝膠中負載的TGF-β1可以誘導大鼠骨髓間充質幹細胞(rMSCs)向軟骨分化，而PLGA支架中含有的BMP-2能夠促進rMSCs向骨分化，凝膠和PLGA支架分別為軟骨和骨組織提供了良好的生長環境。體內2個月的試驗表明，修復面較光滑，且與周圍組織連線較好，表明該凝膠/PLGA複合梯度支架有可望用於骨-軟骨界面組織的修復。本項目執行期間，已在Biomaterials, J. Mater. Sci.-Mater. M., J. Biomat. Sci.-Polym. E., Aust. J. Chem., Chinese Sci. Bull.等SCI收錄期刊上正式發表論文7篇，申請9項國家發明專利，其中2項已授權，另有3論文正在投稿或撰寫中。
