以生醫工程技術開發編織多層次纖維骨架進行肌腱重建

肌腱是幫助關節運動和保持其穩定性的結締組織。天然肌腱包含順向的膠原纖維束，同時也儲存相當多的生長因子。由於肌腱連續暴露於高拉伸環境中，故時常會受傷，且由於其低細胞密度特性，受傷之肌腱無法快速癒合。最常用之肌腱修復手術為使用肌腱移植，然而使用肌腱移植的治療方式有許多缺點。如以組織工程方式重建肌腱，組織工程支架可提供肌腱癒合的必要機械強度，也可作為細胞附著和增殖之基質。本研究開發之肌腱組織工程支架，利用高強度順向電紡聚己內酯微米纖維(1-20μm)，可提高支架結構的機械強度及完整性，模仿肌腱組織中細胞外基質順向排列成相近尺寸纖維束之特性，並結合順向含長因子之膠原蛋白奈米纖維生以模仿原生肌腱。利用編織技術製作的纖維支架將有助於構建類似原生肌腱的機械和結構環境。在肌腱損傷修復過程中面臨的另一個主要問題是導致肌腱癒合不佳之術後肌腱沾粘，此問題可使用抗沾粘屏障膜防止此沾粘產生。海藻膠可用於細胞固定化，但同時只允許較小的分子通過而降低免疫反應所產生之大分子之擴散，此特性可避免受傷的肌腱與周邊組織粘黏的產生。因此，本計劃將製備含有鹼性纖維母細胞生長因子(bFGF)之編織PCL(微米)/膠原蛋白(奈米)多層次纖維支架，並批覆海藻酸鈉於表面，進行肌腱重建。納入 bFGF 在膠原蛋白奈米纖維中可促進纖維母細胞進入支架、增生、分化，最終利於肌腱再生。計劃中首先將探討bFGF 納入膠原蛋白纖維奈米最佳策略。同時旋轉順向聚己內酯微纖維和bFGF/膠原蛋白奈米纖維，產生多尺度電紡纖維支架。最後將編織這纖維支架，藉編織纖維的角度改變，使支架近似原生肌腱的力學強度。我們將分析編織成之支架化學特性與機械強度，量測bFGF 的釋放動力曲線，分析血清蛋白吸附於海藻酸鈉塗佈之編織多尺度纖維支架上之程度。然後將探討編織纖維支架細胞相容性，利用肌腱細胞和骨髓間葉幹細胞，於靜態及機械力刺激下(模仿體內伸張刺激條件)進行細胞培養，探討細胞增生與分化表現，並以體內兔阿基里斯腱缺損的模型進行肌腱再生與修復研究。

系統編號:PB10601-0557
原計畫編號:MOST104-2923-E182-001-MY3