脱细胞生物活性微载体在软骨类器官构建中的尺寸效应和性能优化

摘要

目的 评价不同尺寸脱细胞细胞外基质(dECM)微载体构建的软骨类器官(CORG)的促增殖和成软骨能力。方法 制备dECM微载体，验证脱细胞效果、成分保留和生物相容性。筛选2种尺寸微载体，复合大鼠骨髓间充质干细胞(BMSC)构建CORG。通过DNA定量、组织化学染色、免疫荧光染色和实时定量PCR，检测CORG的细胞增殖、成软骨分化和细胞黏附能力。结果 成功制备dECM微载体，脱细胞彻底且基质成分保留良好。通过粒径分析成功筛选出2种尺寸的微载体，无细胞毒性，生物相容性佳。与大尺寸dECM微载体构建的CORG(HCORG组)相比，小尺寸dECM微载体构建的CORG(SCORG组)显著促进细胞增殖，具有更规则的空间结构，其细胞外基质分泌能力、细胞间和细胞-微载体间的联系和黏附更好，软骨形成关键基因SOX9表达水平更高。实时定量PCR结果表明，2组均高表达成软骨基因(SOX9、COLⅡ、ACAN)，且在第14天达峰值(P<0.001); SCORG组中成软骨相关基因和细胞黏附相关基因的表达水平更高(P<0.01)。结论 用小尺寸微载体构建的CORG具有更强的成软骨分化和促细胞黏附能力。

关键词

软骨缺损 / 组织工程 / 软骨类器官 / 大鼠骨髓间充质干细胞 / 细胞外基质