摘要

目的开发一种可注射和生物降解型的水凝胶,并研究该水凝胶对软骨细胞增殖和功能表达的影响,以及在大鼠膝关节骨-软骨缺损模型中的修复效果。方法以硅酸钙溶液和淀粉为主要原料加入添加剂后制备复合淀粉水凝胶,通过流变学测试、注射器推出实验和体外浸泡实验对其流变学性能、可注射性和降解性能进行表征。分离提取幼年大鼠膝关节软骨细胞并与材料浸提液进行共培养,通过CCK-8细胞增殖测试和细胞Live/Dead染色方法测定细胞毒性和活性,并通过PCR定量测试成软骨相关基因的表达量。构建大鼠膝关节骨-软骨缺损模型,通过局部注射复合淀粉水凝胶进行干预,在2周、4周和6周取大鼠膝关节标本行宏观、组织学染色评估和分析。结果复合淀粉水凝胶具有介于固态和液态之间的流变学特征,在15 N外力下可从22 G针头中稳定推出,在PBS溶液中浸泡10 d后质量损失率为38wt.%。复合淀粉水凝胶浸提液对软骨细胞增殖无抑制作用,并提高了其Ⅱ型胶原基因和SOX-9基因的表达量。动物实验显示治疗4周和6周后复合淀粉水凝胶组的组织学评分高于未治疗组,组织学染色也显示该水凝胶可促进软骨细胞外基质合成。结论复合淀粉水凝胶具有良好的可注射性、可降解性和生物相容性,可以提升软骨细胞Ⅱ型胶原基因和SOX-9基因的表达量,并可在体内促进骨-软骨缺损修复。