可注射生物降解型复合淀粉水凝胶修复关节骨-软骨缺损的应用研究

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。

Preparation of an injectable and degradable composite starch hydrogel and its application in osteochondral defect repair