载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶促进骨性关节炎骨缺损的修复

苏坤阳; 陈毕能; 陈益樑; 金少枫

doi:10.12307/2024.363

摘要：背景:软骨退行性变和软骨下骨损伤是骨性关节炎的主要病理特征,根据这一病理特征进行局部调控将是骨性关节炎治疗的有前景改进方案. 目的:设计并研究一种可注射载雷奈酸锶药物递送系统,观察其在骨性关节炎局部促进软骨修复并改善软骨下骨结构的治疗效果. 方法:①体外实验:将雷奈酸锶搭载于海藻酸钠/胶原水凝胶基质中构建原位药物递送系统,表征该系统的体外缓释性能.将载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶(实验组)、海藻酸钠/胶原水凝胶(对照组)分别与骨髓间充质干细胞共培养,以单独培养的细胞为空白对照组,检测细胞增殖活性;在成软骨诱导分化后,分别进行番红O染色、阿利新蓝染色及RT-qPCR检测.将两种水凝胶分别与成骨细胞共培养,以单独培养的细胞为空白对照组,进行免疫荧光染色及RT-qPCR检测.②体内实验:取18只成年SD大鼠,通过内侧半月板切除的方法建立右后侧膝骨性关节炎模型,造模后1周,采用随机数字表法分3组处理:空白组不进行任何处理,对照组膝关节腔内注射海藻酸钠/胶原水凝胶,实验组右膝关节腔内注射载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶,每组6只.造模后第6周取材,分别进行Micro-CT扫描、苏木精-伊红染色、番红O染色及免疫荧光染色. 结果与结论:①体外实验:载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶具有疏松多孔的微观结构,可持续释放雷奈酸锶,至21 d时累计释放量(60.89±0.58)%.骨髓间充质干细胞活死染色显示,两种水凝胶均具有良好的细胞相容性.CCK-8检测显示,载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶可促进骨髓间充质干细胞的增殖;番红O染色、阿利新蓝染色、免疫荧光染色及RT-qPCR检测显示,载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶可促进骨髓间充质干细胞的成软骨分化.免疫荧光染色及RT-qPCR检测显示,载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶可通过增加骨保护素/核因子κB受体活化因子配体比值而降低骨吸收活性.②体内实验:Micro-CT扫描显示,与空白组、对照组比较,实验组大鼠膝关节软骨下骨骨体积分数与骨密度升高(P<0.05,P<0.01).组织学染色显示,与空白组、对照组比较,实验组大鼠膝关节软骨损伤明显减轻,促进Ⅱ型胶原蛋白的表达、抑制基质金属蛋白酶2蛋白的表达(P<0.05,P<0.01).③结果表明:载雷奈酸锶海藻酸钠/胶原水凝胶能促进骨性关节炎软骨缺损的修复、重建软骨和软骨下骨之间的复杂界面.