複合奈米纖維膜於骨組織工程之應用(II)

硬骨組織的缺損可說是常見的問題，大部分起因於外傷後缺損及腫瘤切除後之缺損。重建的方法主要還是以自體骨移植為標準方法，以達到美觀的目的及功能回復，但來源有限及取骨處之併發症是自體骨移植缺點。除了自體骨移植以外其他選擇包括異種異體，同種異體骨移植，或是使用組織工程方式。骨組織工程方式結合幹細胞，支架及生長因子，於體外長成新骨後植入缺損部位，可避免免疫排斥或是感染某些傳染疾病的可能性，提供了修補骨缺損不錯的選擇。本研究利用組織工程的方法進行骨組織修復，期望能使用適合之生醫材料及加工技術，製備出除了利於細胞的生長外，也能促使細胞分化的支架，並能結合骨生長因子使用。為了提供骨細胞穩定、合適的生長空間及增加操作實用性，我們將使用天然的生醫材料，具有骨傳導特性之幾丁聚醣，及幫助細胞貼附及生長之蠶絲蛋白，以電纺法製備出高孔隙度性且表面積大的奈米纖維膜，探討兩種成分比例對骨髓幹細胞生長及分化之影響。接著於製備奈米纖維時同時導入不同濃度具骨傳導和骨聚集能力之奈米級氫氧基磷灰石(nanohydroxyapatite)，製備仿生複合奈米纖維膜以促進細胞生長與分化，並比較於奈米纖維表面上利用鈣磷浸泡法生成之奈米氫氧基磷灰石奈米纖維膜上細胞生長及分化情形。最後並將具骨誘導能力骨生成蛋白(BMP-2)，以包埋或共價鍵方式固定於具奈米級氫氧基磷灰石之奈米纖維，將骨髓間葉幹細胞誘導分化成骨母細胞，期望最後能長成具功能性之骨組織，以達到修補受損骨組織的目的。實驗中首先針對成分不同之各種奈米纖維膜進行詳細物理與化學性質分析，其後以體外(in vitro)實驗，利用人類與兔骨髓間葉幹細胞，進行細胞於奈米纖維膜上之貼附、生長等生物相容性測試，並研究間葉幹細胞細胞分化為骨母細胞之效果等。更進一步以動物體內(in vivo)實驗，將複合性奈米纖維膜植入到實驗動物裸鼠皮下(人類間葉幹細胞)及紐西蘭白兔頭蓋骨缺損部位中(兔間葉幹細胞)，以病理切片及染色觀察細胞及細胞外基質的分佈與型態，及利用電腦斷層掃描造影系統(CT)來觀察硬骨之生成。

系統編號:PB10107-1733
原計畫編號:NSC101-2221-E182-029