软骨纺织

This project will be studied the possibility of creation of "Cartilage Spinning" technique which based on electrospinning technique, moreover, with this technique it is to investigate whether can fabricate human adipose-derived stem cells or human bone marrow stem cells, PHA, hyaluronic acid, and sustained-release TGF to human cartilage successful. The engineered cartilage is subcutaneously implanted in nude mice for weeks and then assessed by histological staining, scanning electron microscopy (SEM), immunocytochemical staining, PCR, western blot, and other biochemical and mechanical analysis to evaluate the scaffold and engineered cartilage characterization.This technique may offer a meaningful advancement over current tissue engineering approaches. The advantage of high cell densities achieved over short time periods could facilitate the development of functional connections between cells and provide a construct with appropriate cellularity and mechanical properties for cartilage tissue replacement. This technique also might be a application in the future to fabricate more complex tissue and organ.

软骨组织工程领域存在支架材料的功能化不足和材料-细胞构建技术欠佳的问题，本课题基于静电纺织技术提出"软骨纺织"的构建策略，将聚羟基脂肪酸酯系列材料、人间充质干细胞、透明质酸、细胞因子进行同轴或多层电纺，像织布似的电纺出具有芯-壳纳米结构（或多层结构）的具有天然和合成材料优点的、具有纳米仿生结构的、符合软骨刚性和韧性要求的、具有缓释诱导成分的、种子细胞精确高效均匀种植于支架上的、迅速快捷的组织工程化复合物，通过体内外实验从形态学、分子生物学、力学、生物相容性、降解性方面评估通过"纺织"出来的软骨的是否更符合组织工程的要求。争取在软骨组织工程领域构建技术上取得局部突破，该"软骨纺织"技术和理念同时也是向制造更为复杂的组织甚至器官的初步探索。

软骨组织无血供而致自我修复能力非常有限，软骨组织工程领域存在支架材料的功能化不足和材料-细胞构建技术欠佳的问题，本课题基于静电纺织技术提出“软骨纺织”的构建策略，将间充质干细胞与聚羟基脂肪酸酯（PHA）家族可吸收材料的生物相容性进行检测；完成PHBV、PHB/PHBHHx和P34HB作为芯层材料的可行性测试，完成透明质酸、海藻酸钠、明胶、聚乙烯醇（PVA）作为壳层材料负载细胞同步电纺的可行性测试，结果显示运用同轴静电纺织技术构建的P34HB为芯、PVA-明胶/间充质干细胞为壳的具有“芯-壳"结构的组织工程化软骨取得初步成功，软骨相关检测指标均提示表达软骨组织特征，并且在细胞滴加于材料上的常规构建方法相比，细胞随材料同时电纺即刻构建的组织工程软骨显示出细胞上架率高、分布均匀、成软骨效率更高的优势，申请时提出的“软骨纺织”概念和设想得以初步实现，同时进行的“骨纺织”也取得进展。. 研究初步证明了可将电纺技术从物理学层面的材料加工制作延伸成一种生物学层面的组织和器官构建技术。. 同期对静电纺丝技术和PHA类高分子可吸收材料进行了延伸转化研究，在新型高强度3D打印原材料、PHA-羟基磷灰石人工骨、新型骨组织工程支架材料、干细胞植入器械、可吸收骨科钉板系统、自体废弃血液电纺成膜即刻再利用、止血膜、防粘连膜、组织引导再生纤维蛋白膜、可吸收神经导管、3D打印和电纺技术复合构建新型打印喷头、结合生物打印技术的电纺微血管构建等方面取得一定成果和转化前景。