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    行業新聞/河北考力森生物科技有限公司

    中國科研人員研發出可注射活體生物材料

    • 發布者:
    • 發布時間:2020/07/06

        半月板是膝關節內保護關節穩定性的重要組織,缺乏自愈能力,損傷后很難自我修復。半月板損傷修復是臨床治療的難題之一,尤其是半月板白區損傷的修復更讓臨床醫生束手無策。目前,多采用人工合成類材料對半月板進行修復,但人工合成類材料的生物相容性不足,且對半月板損傷的治療效果不佳。因此,開發具備高生物相容性及組織特異生物活性的材料用于臨床較為迫切。

        近日,中國科學院深圳先進技術研究院合成生物學研究所于寅團隊在Bioactive Materials上,發表題為Injectable ECM hydrogel for delivery of BMSCs enabled full-thickness meniscus repair in an orthotopic rat model的研究文章。該研究用豬半月板脫細胞化得到一種組織特異性細胞外基質(ECM),并將其制備成可注射的水凝膠用于負載骨髓間充質干細胞(BMSCs)形成一種活體生物材料。研究發現,該ECM可以促進BMSCs成軟骨分化;將該ECM負載BMSCs注射到半月板損傷處,可修復半月板損傷和抑制關節退變。該項研究探討了其生物相容性和軟骨誘導性能,并評價了其對半月板損傷的修復和關節的保護作用,對半月板修復具有重要臨床意義。

        該研究從仿生學得到啟發,用豬半月板的內側1/3部分組織(白區)通過脫細胞化制作一種組織特異性細胞外基質(ECM),并將其制備成可注射用的水凝膠,再將該ECM負載骨髓間充質干細胞(BMSCs)形成具有生物活性的活體凝膠材料用于半月板損傷修復。繼而將組織特異性ECM復合BMSCs做體外三維培養,發現該ECM具有優異的生物相容性和軟骨誘導能力。體外培養21天后發現,該ECMBMSCs的復合物的形貌結構更接近正常的半月板組織,這說明該ECM更利于半月板損傷的修復?蒲腥藛T將組織特異性ECM復合BMSCs后在體外培養一周后,置入SD大鼠的背部,四周后取出該復合物進行組織學染色,結果表明該組織內出現大量的軟骨的特異性標志“軟骨陷窩”,番紅染色和甲苯胺藍染色呈現強陽性。研究團隊繼而制作了一個位于半月板白區全層的半月板損傷SD大鼠模型,將負載有BMSCs的組織特異性ECM注射到模型半月板損傷部位,兩個月后發現,該活體生物材料能夠促進半月板的修復,同時保護了關節,抑制了鈣質流失和骨關節炎的發生。

        該研究利用組織特異性的ECM負載骨髓間充質干細胞形成可注射的活體水凝膠,并研究其在全層半月板損傷動物模型中的治療效果和保護關節免于骨關節炎的功能,實驗過程歷時兩年半,克服動物實驗過程中的困難,通過在顯微鏡下對小鼠進行微創手術來構建半月板損傷模型,確保了實驗模型的準確性,為臨床半月板損傷的治療提供了新思路,是可注射活體生物材料在再生醫學應用上的有益嘗試。


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