聚己内酯-丝素蛋白支架增强半月板修复再生的能力

2020年4月6日,来自北京大学第三医院的Yingfang Ao和Xiaoqing Hu教授与北京大学生物医学工程系Haifeng Chen教授联合发表题为“Biomechanically, structurally and functionally meticulously tailored polycaprolactone/silk fibroin scaffold for meniscus regeneration”的文章。该论文基于3D打印技术开发出一款由聚己内酯和丝素蛋白组成的仿生复合组织半月板支架。这种复合支架有非常好的生物力学性能和生物相容性,因此可以用来增强半月板再生能力以及保护软骨组织。在这篇文章中,云克隆生物试剂盒(白介素1(Interleukin-1, IL1)ELISA Kits,SEA071Rb;肿瘤坏死因子α(Tumor necrosis factor-α , TNF-α)ELISA Kits,SEA133Rb)再次受到了科研工作者们的认可。

                                                                  白介素1 ELISA Kit                                             肿瘤坏死因子α ELISA Kit  

                                                                  货号:SEA071Rb                                              货号:SEA133Rb

                                                                  实验方法:双抗夹心                                          实验方法:双抗夹心 

                                                                  检测范围:15.6-1,000pg/mL                            检测范围:3.12-200pg/mL


研究介绍

半月板缺乏症是人类膝关节最常见的顽固性疾病,常因生物力学分布异常和关节软骨磨损而进展为骨性关节炎。由于其各向异性的空间结构,复杂的生物力学微环境和有限的血管,半月板修复仍然是世界难题。

本文首先通过扫描电镜观察、降解试验、界面摩擦力评定、生物力学试验和傅里叶变换红外光谱分析对支架的物理性能进行了多方面分析。其次,通过活-死细胞染色、阿尔玛蓝染色、ELISA分析和qRT-PCR实验来评估支架上滑膜衍生间充质干细胞的生存能力、形态、增殖和分化能力以及细胞外基质的生成,综合分析支架的生物相容性。然后,将功能化的杂交支架植入兔膝关节半月板缺损处进行半月板再生,与空白组(无支架)和PS组进行比较。之后,对再生半月板组织进行组织学和免疫组化染色,并进行生物力学实验。最后,对半月板再生和软骨保护的结果进行宏观和组织学评分。

结果显示,聚己内酯和丝素蛋白的结合可以使支架的生物力学性能和降解速率达到平衡,与天然半月板相匹配。丝素蛋白海绵具有良好的弹性和较低的界面剪切力,增强了半月板的能量吸收能力,改善了软骨保护能力。滑膜衍生的间充质干细胞特异性亲和肽与支架结合,进一步增加内源性滑膜衍生的间充质干细胞的招募和保留能力。这种精心定制的支架显示出优越的生物力学、结构和功能性,为滑膜衍生的间充质干细胞的增殖、分化和细胞外基质的产生创造了有利的微环境。植入24周后,评估分析其软骨保护效果相较于对照组更明显。