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软骨组织工程（Cartilage tissue engineering,CTTE）技术为软骨缺损修复提供一个崭新的修复途径。支架材料是CTTE技术中最为关键的要素之一。最近,研究者以高分子和无机物等为基质的新型CTTE支架材料不断涌现,被成功应用于软骨再生。为高度模仿软骨细胞外基质（Extracellular matrix,ECM）结构和生物学功能,仿生复合CTTE支架材料成为当今研究的热点。本文在总结前人工作的基础上,发现CTTE支架材料仍存在一些亟待解决的科学问题:1)一些合成高分子和无机支架材料本身无生物活性且不可生物降解,与细胞和组织之间缺少特异性结合,不利于支架材料与周围软骨组织结合为一体;2)一些支架材料不能有效包裹细胞,和通过微创技术精确传递细胞或活性因子到缺损部位,且不能填充大而不规则的软骨缺损部位;3)一些支架材料在非生理条件下制备,且采用非生物相容性交联策略,同时引入大量光敏剂或交联剂,存在潜在的细胞毒性。天然多糖来源丰富和成本低廉,其分子结构类似于软骨ECM,有促进软骨再生的潜能。它们具有良好的生物相容性和生物活性,及可控的生物降解性。另外,天然多糖分子含有大量功能基团,很容易进行多种修饰,可引入交联部分或与软骨ECM分子发生反应部分,进而可增强支架材料与周围宿主组织的结合力。因此,本文以软骨ECM中分子（透明质酸和硫酸软骨素）和FDA认证的天然多糖（普兰多糖和果胶）为基质,采用良好生物相容性的交联策略,交联形成天然多糖仿生注射性水凝胶来解决以上科学问题。主要研究内容和结论概括如下:1.酶交联普兰多糖/硫酸软骨素注射性水凝胶的制备及性能研究;采用具有良好生物相容性的生物酶体系（Horseradish peroxidase/hydrogen peroxide,HRP/H2O2）交联酪胺化普兰多糖（Carboxymethyl pullulan-tyramine,CMP-TA）/酪胺化硫酸软骨素（Chondroitin sulfate-tyramine,CS-TA）,在生理条件下形成仿生可注射性水凝胶（CMP-TA/CS-TA）。水凝胶的物理化学性能（凝胶时间?力学性能?溶胀率和体外降解）可通过CMP-TA/CS-TA比例及浓度、HRP和H2O2浓度来调控,其中HRP和H2O2可分别独立调控凝胶时间和力学性能。另外,这类水凝胶具有合适的凝胶时间,可控的力学性能和生物降解性,能为体外细胞培养和体内软骨缺损修复奠定基础。2.普兰多糖/硫酸软骨素水凝胶的细胞培养及体内研究;在研究CMP-TA/CS-TA水凝胶制备和性能的基础上,采用CMP-TA/CS-TA水凝胶包裹软骨细胞进行体外培养和体内SD大鼠皮下植入实验。通过对细胞/凝胶复合体的死/活荧光染色?dsDNA含量测定?q-PCR基因测定?蛋白免疫荧光染色和Western blot测定?总胶原含量测定和组织HE染色,来评价CMP-TA/CS-TA水凝胶对软骨细胞的软骨形成能力的影响和它的组织相容性。结果表明:这种水凝胶具有良好的细胞相容性,CS-TA分子介导的水凝胶微环境明显增强了细胞增殖、透明软骨特异性基因和蛋白（Ⅱ型胶原和蛋白聚糖）的表达及总胶原含量;同时减弱纤维化软骨特异性基因和蛋白（Ⅰ型胶原）的表达。另外,CS-TA加入CMP-TA水凝胶明显减弱了CMP-TA水凝胶的炎症响应。总体来说,这类水凝胶具有可接受的组织相容性。3.自交联RGD功能化果胶/透明质酸注射性水凝胶的制备及性能研究;采用酰肼化透明质酸（Hyaluronic acid-adipic dihydrazide,HA-ADH）与G4RGDS功能化氧化果胶（G4RGDS-aldehyde pectin,PAD-RGD）,在生理条件下发生酰腙反应,形成可注射性水凝胶。这种酰腙交联策略效率高和速度快,同时不需外加任何催化剂或引发剂,有效避免了潜在的细胞毒性。这种水凝胶的物理化学性能可通过改变HA-ADH/PAD-RGD比例和浓度来调控,使它们具有合适的凝胶时间,可调的力学性能和生物降解性,具有为细胞提供仿软骨ECM微环境和提高软骨形成能力的潜能。4.自交联RGD功能化果胶/透明质酸水凝胶的细胞培养及体内研究;在研究HA-ADH/PAD-RGD和HA-ADH/PAD水凝胶制备和性能的基础上,采用HA-ADH/PAD-RGD和HA-ADH/PAD水凝胶包裹软骨细胞进行体外培养和体内SD大鼠皮下植入实验。通过对细胞/凝胶复合体的死/活荧光染色?dsDNA含量测定?q-PCR基因测定?蛋白免疫荧光染色?糖胺聚糖含量?总胶原含量测定和组织HE染色,来评价HA-ADH/PAD-RGD和HA-ADH/PAD水凝胶对软骨细胞增殖、ECM分泌的影响和它们的组织相容性。结果表明:这类水凝胶具有良好的细胞相容性,HA/果胶比例和G4RGDS短肽含量明显影响软骨细胞行为。在一定G4RGDS短肽浓度范围内,其介导的微环境会更加有有利于细胞增殖,更好的保持软骨细胞表型和增强软骨ECM的生物合成。另外,这种水凝胶具有较好的组织相容性。