自體軟骨細胞—藻酸鈣復合物修復羊膝關(guān)節(jié)負重區(qū)全層軟骨缺損的實驗研究.pdf

1、雖然骨科基礎(chǔ)、臨床研究有了很大的進步和發(fā)展，但是關(guān)節(jié)軟骨損傷的治療仍然是一個難以解決的問題。眾所周知，部分軟骨損傷不能自行修復，而全層骨軟骨損傷能夠由纖維軟骨修復，但是這種修復組織缺乏正常軟骨組織所具有的生物學、生物化學、和生物力學特性，因此在關(guān)節(jié)活動過程中，壓力的刺激下，很容易退變。為此，各種各樣的手術(shù)(如轉(zhuǎn)孔術(shù)、關(guān)節(jié)成形術(shù)、微骨折等)，被應(yīng)用于臨床，試圖刺激骨髓干細胞，產(chǎn)生具有接近透明軟骨特性的軟骨來修復軟骨缺損，但事實證明，這些修

2、復組織在壓力刺激下很快發(fā)生退變。本研究試圖以接近人類膝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)的中國山羊為動物模型，研究它的軟骨細胞在體外分離、培養(yǎng)、快速擴增的方法；在藻酸鈣培養(yǎng)中的特性；觀察自體軟骨細胞復合藻酸鈣修復山羊膝關(guān)節(jié)負重區(qū)軟骨缺損的結(jié)果，以及修復過程中CPM(continuouspassivemotion，持續(xù)被動活動儀)對修復結(jié)果的影響。 方法：(1)取肩關(guān)節(jié)軟骨組織，體外分離、培養(yǎng)軟骨細胞、對培養(yǎng)的軟骨細胞進行蕃紅“O”、甲苯胺藍及Ⅱ型膠原

3、免疫組化染色等表型鑒定。(2)將鑒定證實為具有正常表型的軟骨細胞和cyteodex-3放入RCCS(rotarycellculturesystem，旋轉(zhuǎn)細胞培養(yǎng)系統(tǒng))培養(yǎng)，和單層培養(yǎng)做對比，觀察微載體表面細胞的生長情況，用DNA的變化定量，觀察兩種培養(yǎng)方式細胞擴增的情況，并對RCCS培養(yǎng)的軟骨細胞進行表型鑒定。(3)將鑒定證實為具有正常表型的軟骨細胞和藻酸鈣凝膠復合，觀察藻酸鈣凝膠內(nèi)細胞的生長情況，用熒光分光光度計和紫外分光光度計觀察D

4、NA及GAG的量的變化，同時對藻酸鈣凝膠培養(yǎng)的軟骨細胞進行表型鑒定。(4)收集經(jīng)藻酸鈣培養(yǎng)的軟骨細胞和基質(zhì)，體外培養(yǎng)組織工程化軟骨并對其進行組織學和免疫組化鑒定。(5)于山羊股骨髁負重面行直徑6mm全層軟骨缺損，分別以空白(缺損內(nèi)未植入任何組織)；骨膜覆蓋；藻酸鈣凝膠填充缺損十骨膜覆蓋；復合自體軟骨細胞的藻酸鈣填充缺損+骨膜覆蓋；復合自體軟骨細胞的藻酸鈣填充缺損十骨膜覆蓋+CPM治療兩周，五種方式治療，分別于3月，6月取材(復合自體軟骨

5、細胞的藻酸鈣填充缺損+骨膜覆蓋+CPM有12月組)，進行大體觀察，組織學檢查和病理評分。 結(jié)果：(1)由肩關(guān)節(jié)軟骨組織培養(yǎng)的軟骨細胞、RCCS擴增的軟骨細胞、短期培養(yǎng)的復合軟骨細胞的藻酸鈣凝膠，經(jīng)蕃紅“O”、甲苯胺藍及Ⅱ型膠原免疫組化染色均為陽性，證實具有正常軟骨細胞的表型；軟骨細胞快速貼附于微載體，RCCS能夠快速擴增軟骨細胞，12d內(nèi)能夠擴增15～17倍；(2)藻酸鈣為支架培養(yǎng)的軟骨細胞能夠保持球形狀態(tài)，隨時間的延長，DNA

6、及GAG的含量逐漸增多；體外培養(yǎng)的組織工程化軟骨，經(jīng)蕃紅“O”、甲苯胺藍及Ⅱ型膠原免疫組化染色均為陽性。(3)藻酸鈣復合軟骨細胞修復羊負重區(qū)關(guān)節(jié)面軟骨缺損，從大體觀察、組織學、生化動物實驗結(jié)果進行比較，單因素統(tǒng)計學分析，發(fā)現(xiàn)各組均有不同程度的組織修復，復合自體軟骨細胞的藻酸鈣填充缺損+骨膜覆蓋+CPM組效果最好，而且與其它組的區(qū)別有統(tǒng)計學意義。 結(jié)論： 1)體外成功地培養(yǎng)了保持表型穩(wěn)定的羊關(guān)節(jié)軟骨細胞，而且證實了RCCS

7、比普通單層培養(yǎng)更能夠快速擴增軟骨細胞。 2)藻酸鈣凝膠短期培養(yǎng)軟骨細胞，能夠保持軟骨細胞的表型，分泌GAG和Ⅱ型膠原；軟骨細胞在藻酸鈣凝膠中培養(yǎng)能夠增殖。 3)利用藻酸鈣介導培養(yǎng)的軟骨細胞和分泌的基質(zhì)，成功的構(gòu)建了組織工程化軟骨，經(jīng)組織學和免疫組化鑒定，具有正常軟骨組織的組織學和生化特性。 4)藻酸鈣復合自體軟骨細胞支架填充缺損+骨膜覆蓋+CPM活動，能夠較好地修復山羊膝關(guān)節(jié)負重區(qū)軟骨缺損，經(jīng)一年觀察，未見退變現(xiàn)