供稿人:蔡智豪 賀健康 發(fā)布日期：2017-07-18
軟骨組織缺損由于其復(fù)雜的梯度結(jié)構(gòu)和缺乏血管的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，沒有足夠的自我修復(fù)能力。因此，在這領(lǐng)域的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是仿生支架的設(shè)計(jì)從而實(shí)現(xiàn)軟骨的精準(zhǔn)修復(fù)。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，華中科技大學(xué)通過(guò)選取激光燒結(jié)技術(shù)（SLS），以PCL和HA/PCL微球?yàn)椴牧希瑯?gòu)造了一個(gè)仿生多層軟骨支架[1]。
選區(qū)激光燒結(jié)而成的支架在試管中顯示了很好的生物相容性來(lái)支撐細(xì)胞的粘附和增殖（圖1）。并且研究人員通過(guò)將無(wú)細(xì)胞的多層支架植入兔子的軟骨缺損部位來(lái)評(píng)估修復(fù)效果（圖2）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，多層支架能夠通過(guò)加速早期軟骨下骨的再生來(lái)誘導(dǎo)關(guān)節(jié)軟骨的形成，新成型的組織能和自然組織很好的一體化。因此，當(dāng)前的研究不僅要實(shí)現(xiàn)軟骨組織的修復(fù)，也建議通過(guò)選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)制造帶有良好的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)以及梯度組合的多層支架。
圖1 SLS支架的特性以及在試管內(nèi)的細(xì)胞 （A）多層支架展現(xiàn)了與設(shè)計(jì)模型相一致的大孔結(jié)構(gòu)。（B）SEM的高倍放大下的大量微球材料。（C，D）多層支架的壓縮模量與壓縮強(qiáng)度都低于純PCL支架。（E）SEM下細(xì)胞造多層支架上的粘附情況。（F）共聚焦顯微鏡下細(xì)胞的正常形態(tài)。（G）培養(yǎng)7天后細(xì)胞的死活染色。（H）支架支持細(xì)胞的擴(kuò)增。
圖2 MCT 軟骨下的多層支架的修復(fù)組織情況（A,B）重建圖顯示了術(shù)后6-12周連接表面與重建骨缺損部位的面積（C,D）定量的MCT數(shù)據(jù)顯示了在骨小梁容積、軟骨和皮層容積中，多層支架有最高的BV/TV以及骨礦密度。
研究人員的工作同時(shí)展示了應(yīng)用SLS技術(shù)制造多層支架在軟骨修復(fù)以及再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的巨大應(yīng)用前景。