結合組織工程骨軟骨及組織工程韌帶開發創新仿生骨韌帶組織

藉組織工程技術發展結合不同部位組織之異質結組織工程，一直是再生醫學領域之極大挑戰，其 中最大問題為欠缺能在軟組織與硬組織介面發揮整合功效之支架設計。本計劃即針對此點，希望先發 展連續性骨軟骨(osteochondral)組織工程支架(第一年），及韋刃帶(ligament)組織工程支架(第二年），然後 將兩者組裝結合為雙相骨韌帶組織工程支架，開發骨韌帶(osteoligment)組織工程產品(第三年）。第一年使用骨架材料為聚乳酸-甘醇酸(poly(lactide-co-glycolide)高分子微球、含不同骨傳導性奈 米氫氧基磷灰石（hydroxyapatite)比例的聚乳酸-甘醇酸高分子微球、及明膠(gelatin)/硫酸軟骨素 (chondroitin-6-sulfate)/玻尿酸(hyaluronic acid)凍膠(cryogel)。以熱燒結製作梯度氫氧磷灰石聚乳酸-甘醇 酸多孔骨生成立體支架，與熱燒結聚乳酸-甘醇酸多孔軟骨生成立體支架、或明膠/硫酸軟骨素/玻尿酸 凍膠多孔軟骨生成立體支架結合，並加入物理性細胞阻隔層於兩部位中間。於適當培養條件下，骨支 架部分接種兔骨髓幹細胞進行骨誘導培養後，軟骨支架部分接種兔軟骨細胞進行共培養以生成骨軟骨 組織。我們除分析多孔骨架性質外，將藉體外細胞培養探討細胞貼附、增生、與分化，介面部位鈣化 軟骨組織新生，最後以體内裸鼠皮下植入，與兔膝蓋骨軟骨缺損修復實驗證實骨軟骨組織再生能力。第二年使用多針頭電纺(electrospinning)方式，將聚己内醋(polycaprolactone)微米纖維、聚己内醋 奈米纖維、及聚己内酯/富含血小板血漿(platelet-rich plasma)奈米纖維，共同收集於客製化傘形收集器， 將纖維收集後旋轉成束為紗線，再加以編織成數釐米直徑之仿生韌帶結構支架，我們除分析多孔骨架 性質外，將接種兔韌帶幹細胞誘導培養、或韌帶纖維母細胞正常培養，藉體外細胞培養方式探討細胞 貼附、增生、與分化，最後以體内裸鼠皮下植入，及兔前十字韌帶缺損動物模式證實組織工程韌帶之 有效性。第三年將結合前兩年成功發展出之最佳骨軟骨、韌帶骨架，及細胞來源，以打結方式將兩個骨架 結合為完整雙相骨架。將已接種有細胞的支架依前述方式分別培養後，結合為骨韌帶複合物，植入兔 膝關節，分析異質結介面組織新生，評估此雙相骨架再生骨韌帶連續性組織的潛力。

系統編號:PC10507-0236
原計畫編號:MOST105-2314-B182-009