可注射生物活性玻璃支架修复兔膝关节软骨缺损

来源：中华骨科杂志2019年第10期北京时间：

作者：刘冰川,任辉辉,祝腾蛟,李爱玲,周方,田耘,邱东

单位：北京大学第三医院,北京大学第三医院,北京大学第三医院,北京大学第三医院,北京大学第三医院,北京大学第三医院,北京大学第三医院

摘要：目的 通过比较不同方法对兔膝关节软骨缺损的修复效果，探讨一种新型生物活性玻璃支架对关节软骨的修复能力。方法 应用成分为10.8%P O -54.2%SiO -35%CaO（PSC）的生物活性玻璃粉末、壳聚糖溶液（chitosan solution，CS）以及半水硫酸钙（calcium sulfate hemihydrate，CSH）制得PSC/CS骨水泥，经模具定型得到支架材料。将18只新西兰大白兔随机分为对照组、生物活性玻璃（bioactiveglass, BG）组及加入TGF-β1因子的TGF-β1组。制作双膝关节软骨缺损模型，对照组不予任何处理，BG组和TGF-β1组分别放置两种支架材料。于术后6周及12周分别取材，进行大体观察、HE染色、甲苯胺蓝染色、番红O染色及Ⅱ型胶原免疫组化等的对比观察。依照国际软骨修复协会（International Cartilage Repair Society，ICRS）评分及Wakitani评分定量评价软骨修复的效果。 结果 术后6周，对照组与BG组的大体观察无明显差异，而TGF-β1组的大体观察优于其他两组，并且其ICRS评分（4.67±0.52）分优于BG组（2.83±0.75）分，差异有统计学意义（ =-2.817， =0.015）；组织学染色比较，三组间均差异无统计学意义；对照组Wakitani评分（13.67±0.52）分，BG组（13.83±0.41）分，TGF-β1组（13.33±1.03）分的差异均无统计学意义。术后12周对照组与BG组的大体观察依然无明显差异，而TGF-β1组的大体观察显著优于其他两组，ICRS评分（9.01±0.63）分也明显较高（对照组 TGF-β1组： =-2.289， =0.022；BG组 TGF-β1组： =-2.326， =0.020）；组织学染色结果TGF-β1组的阳性染色程度同样较高，Wakitani评分（6.50±1.38）分显著低于对照组（9.83±1.33）分和BG组（9.51±1.05）分TGF-β1组，差异均有统计学意义（对照组 TGF-β1组： =-2.771， =0.007；BG组 TGF-β1组： =-2.756， =0.006），并且新生组织的染色程度与Ⅱ胶原表达程度与正常软骨相近。 结论 单纯PSC/CS生物活性玻璃支架不具有良好的修复软骨缺损能力，而添加TGF-β1的PSC/CS支架可促进膝关节软骨缺损的修复，新生组织接近正常软骨。

关键词：组织工程;玻璃;组织支架;软骨细胞