摘要：目的:为克服目前组织工程中细胞和材料的复合方法中存在的缺陷,利用细胞装配系统将细胞和材料的共混物按照预先设定的结构直接打印成三维复合支架,并通过体外培养检测支架里细胞的形态和活性。方法:实验于2006-06/2007-03在清华大学生物膜与膜生物工程国家重点实验室和清华大学机械系组织制造中心完成。①选用海藻酸盐和明胶的混合水凝胶作为支架材料,配制终浓度为7%且藻酸盐和明胶比例为3∶4的混合物,用CaCl2溶液交联后,冷冻干燥,用扫描电镜观察共混材料的内部结构。②取出生3～5 d的新西兰乳兔的关节软骨组织,用Ⅱ型胶原酶消化获得原代软骨细胞并体外扩增至2或3代后备用。③将软骨细胞悬液与复合水凝胶混合均匀后,再利用快速成形技术组装的细胞装配系统将此共混物直接打印成组织工程三维复合支架,并体外培养此复合支架。④在培养的1,7,14和21 d采用MTT的方法检测软骨细胞在支架中的增殖;培养7 d后用苏木精-伊红染色的组织学方法观测细胞的形态;培养14 d后采用免疫组化检测支架中软骨细胞的Ⅱ型胶原表达。结果:①扫描电镜观察的结果表明共混物的内部是交错的网格结构,有着互相连通的孔。②在细胞装配系统上按照预先设计的参数将细胞和材料直接组装为网格状的细胞/凝胶复合支架,尺寸为10 mm×10 mm×6 mm,锥虫蓝染色表明成形后支架里细胞的存活率大于90%。③MTT实验表明软骨细胞在细胞/凝胶的支架里增殖很快,21 d的吸光度是1 d的3.5倍。④苏木精-伊红染色显示体外培养7 d后,复合支架里的软骨细胞都是圆形的,是生理状态下软骨细胞的正常状态,而且还可以看到正在分裂的细胞。⑤免疫组化的结果表明培养14 d后,培养在支架里的软骨细胞仍保持着分泌Ⅱ型胶原的活性。结论:通过细胞装配系统按照预先设定的结构形成包含细胞的软骨组织工程三维支架,成形的一系列操作对细胞损伤极小,并且支架里的软骨细胞在体外培养中能够正常的生长,具有生理形态和软骨活性,从而为软骨修复提供了新途径。

摘要：简单回顾了人工关节修复、软骨材料研究以及个性化假体的应用情况。针对目前关节置换术在处理关节炎症等时的不足之处,结合上述几个方面的内容,第一次提出了定制型个性化人工软骨的概念。借鉴个性化假体设计的思路和方法,考虑到人工软骨的特殊性质,提出一种新的修复软骨缺损的方法,并探讨了其中的关键问题和实施步骤,为软骨缺损患者提供了一种最优的修复方法。