不同浓度的葡聚糖/明胶复合水凝胶支架性能表征及其对体外构建组织工程髓核的影响

• 作 者: 甘翼搏[1]李培[1]周强[1]莫秀梅[2]宋磊[1]徐源[3]李松涛[1]李素凯[1]
• 机 构: 400038 重庆,第三军医大学西南医院全军矫形外科中心,组织工程国家地方联合工程实验室,重庆市再生重建医学工程技术研究中心,重庆市组织工程实验室
• 出 处: 第七届《中华骨科杂志》论坛
• 发表日期: 2014年期

将髓核细胞原位接种至水凝胶中，观察三维培养下髓核细胞的生物学行为。研究发现，葡聚糖／明胶水凝胶浓度的升高会降低其内部的细胞活性，进一步引起了髓核特异性基因的表达下降，不利于新生胞外基质的形成，这与前面所发现的高浓度水凝胶的低孔径和孔隙率有着密切的关系。但是低浓度的水凝胶由于结构过于疏松，在培养7d后大量的组织碎片随着换液被弃去，导致了细胞的数量下降。这与细胞相容性检测中的所发现现象一致，说明低浓度的水凝胶松散的结构不利于构建组织工程髓核。各浓度中，10％浓度的水凝胶兼具了稳定的力学结构以及良好的细胞相容性，有利于内部细胞的增殖以及特异性基因的表达，促进胞外基质的合成。研究表明，较低浓度的葡聚糖／明胶复合水凝胶虽然具有较高孔径和孔隙率，但是其较差的力学性能和较快的降解速度限制了其应用，不适用于组织工程髓核的应用。而较高浓度的水凝胶，虽然细胞相容性相对较低，但是较高的交联密度和力学强度使得它具有稳定的力学结构，有利于内部细胞的长期培养，但是较低的孔径和孔隙率不利于内部细胞的营养供应和物质交换。另外，过离浓度的水凝胶可能会导致成胶速度过快，不利于水凝胶的注射，限制了在微创手术中的应用。所以选择一个适中的浓度，使水凝胶兼具有良好的细胞相容性和稳定的力学结构，对于水凝胶在组织工程应用是一项重要的任务。本研究中的葡聚糖／明胶复合水凝胶是一种三维、多孔的支架，选择适宜的浓度可使该水凝胶兼具良好的力学性能和细胞相容性，在髓核组织工程中具有应用前景，为其在椎间盘退变治疗中的临床应用奠定了基础。