关键词:
Ⅱ型胶原蛋白
力学刺激
弹性成像
软骨修复
软骨再生
软骨细胞
压缩应变
压缩弹性模量
摘要:
目的组织工程是软骨再生研究中一种前景广阔的方法。未成熟的软骨组织工程构建物严重限制在体的修复进程,这对软骨组织工程的发展提出了一个挑战。方法通过低温3D打印制备了一种丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白支架。利用光学相干弹性成像方法确定了软骨细胞/支架复合体体外成熟培养的最佳力学环境,并对体外培养成熟的人工软骨进行了体内缺损修复评估。结果研究表明,丝素蛋白/Ⅱ型胶原蛋白具有良好的理化性能和生物相容性,经细胞增殖实验验证10%的压缩应变是体外最佳压缩负荷。在最佳体外压缩负荷下,软骨细胞能在支架上快速增殖生长,从而达到更好的“成熟”效果。体外培养的软骨细胞/支架复合物能有效提高植入后的软骨修复效果。修复12周后,新组织的压缩弹性模量达到0.682±0.010 MPa(周围宿主软骨的压缩弹性模量为0.714±0.011 MPa)。结论通过力学刺激可以体外构建成熟的软骨细胞/支架复合物,并且显著提高了体内软骨缺损修复的效果。该工作极大地推荐了力学刺激在再生医学中的应用。通过对支架的力学调控,重新分配其内部力学微环境,将为适用于三维组织工程、干细胞分化、体外成熟植入物模型和原位再生医学的仿生软材料领域带来启示。