组织工程化骨-软骨组织构建过程中血管化与血管抑制的研究

利用组织工程学方法构建骨-软骨复合组织是目前治疗骨关节炎及关节骨-软骨缺损的一种新兴手段，但从现有的研究看，骨组织的血管化与软骨组织的血管抑制是制约其修复效果的一大难题。有效解决这一难题将为人工骨-软骨组织更好地应用于临床奠定坚实的基础。本项目基于构建更为成熟的骨-软骨复合组织的目的，在组织形成过程中，采用细胞因子控释与细胞转染技术表达促血管生长因子促进骨组织血管化的同时，利用支架内部隔离层以及细胞因子靶向控释和细胞转染表达抑血管因子的手段抑制软骨组织血管形成及血管侵入。并通过免疫组化、ELISA、RT-PCR、Weston-blot、细胞示踪等方法检测血管化与血管抑制在复合组织中的形成过程。阐明复合组织不同组织层次的血管形成与抑制在组织形成过程中的关键作用，以期进一步完善组织工程骨-软骨的构建方式，为复合组织的构建与成熟提供一种新的途径与思路，同时为今后更为广泛的临床应用提供实验基础。

关节骨-软骨是紧密相连的组织，但其组成及结构又截然不同。其中一个显著差别就是软骨层不存在血管结构，而骨层有大量的血管网存在。本项目基于构建更为成熟的骨-软骨复合组织为目的，在组织形成过程中，利用支架内部隔离层以及细胞因子靶向控释和细胞转染表达抑血管因子的手段抑制软骨组织血管形成及血管侵入。经3年的研究，已获部分成功，同时进一步发现新的问题并对新问题进行了初步探索性研究，主要结果：1、构建组织工程骨-软骨多层结构支架，对支架理化性能分析测定，结果显示复合支架各项性能均达到实验要求。同时尝试采用电纺丝技术并利用PLGA材料制备了具备纳米结构的PLGA膜。提示该膜具有更好的生物学性能，将在进一步的研究中对该方法进行更为深入的研究。 2、研制明胶微球控释系统，此控释系统能够根据需要调整直径大小及表面孔隙以及降解时间，能有效地释放各种生长因子。还初步尝试了PLGA制备缓释微球，其特有结构更有助于生长因子的均匀缓慢释放，避免突释效应。3、成功建立了骨髓间充质干细胞的培养及诱导分化体系。4、成功构建VEGF和血管抑制因子真核表达载体并采用脂质体转染的方法转染BMSC，结果证实该方法可靠有效。5、构建组织工程骨-软骨复合组织，并行体内移植，结果显示隔离层在血管形成与抑制过程中发挥重要作用，有利于组织形成。但转染细胞似乎在其中发挥的作用并不明显。此外隔离层不但具有隔离作用实验中我们还发现隔离层复合干细胞后似乎还具有“生发中心”特点，而且能够根据不同的组织界面形成不同的组织。此方面发现为今后的研究提供了新的研究思路与空间，将在下一步的研究中进行深入探讨。