关节软骨主要由软骨细胞和细胞外基质组成。关节软骨损伤可因多种原因发生于不同年龄段,老年人退行性骨关节病多伴有不同程度的关节软骨损伤。关节软骨损伤严重的患者除运动受限外,因治疗困难和病程长还将面临医疗负担沉重和生活质量低下等问题。关节软骨因其无血管和无神经,自我修复能力很差,常用的临床方法通常都难以获得满意的治疗效果。涉及生物材料、种子细胞和信号分子的组织工程方法已经被认为是具有明确临床应用前景的修复方法之一。关节软骨损伤修复除使用孔状固体支架材料之外,水凝胶也已经被大量使用。以可降解、生物相容性好的天然高分子制备的水凝胶具有许多优点。然而这类水凝胶的力学性质差,降解速率快,限制了它们在关节软骨损伤修复方面的应用。本文拟利用泊洛沙姆-海藻酸钠共聚合物和丝素构建丝素/泊洛沙姆-海藻酸钠可注射增强型温敏水凝胶并力图使之适用于关节软骨损伤修复。合成了温敏聚合物泊洛沙姆修饰的海藻酸钠高分子,然后制备了配比不同的泊洛沙姆-海藻酸钠与丝素复合形成半互穿网络型水凝胶。利用泊洛沙姆-海藻酸钠中的泊洛沙姆链段控制水凝胶的温敏性,并同时通过泊洛沙姆-海藻酸钠形成的物理交联网络和丝素经辣根过氧化物酶和H₂O₂的催化形成的化学交联网络构成双网络水凝胶,使得泊洛沙姆-海藻酸钠水凝胶获得显著增强的力学性质。泊洛沙姆-海藻酸钠共聚合物的合成通过分步反应制备完成。先以硝基苯基氯甲酸与乙二胺经取代反应制备氨基端泊洛沙姆,再将氨基端泊洛沙姆利用催化剂嫁接至海藻酸钠主链上。经红外光谱、核磁共振谱以及邻苯二甲醛检测法证实泊洛沙姆成功嫁接到海藻酸钠主链。流变学方法测量结果证实丝素/泊洛沙姆-海藻酸钠具有生理温度和pH条件下的温敏性以及力学增强性质。将丝素/泊洛沙姆-海藻酸钠水凝胶浸提液与NIH 3T3细胞共培养证实所获得丝素/泊洛沙姆-海藻酸钠水凝胶无明显细胞毒性。将鼠源骨髓间充质干细胞接种于凝胶表面和凝胶内部,扫描电镜结果和细胞染色分析结果证实该型水凝胶能较好支持骨髓间充质干细胞生长。将接种骨髓间充质干细胞的丝素/泊洛沙姆-海藻酸钠水凝胶利用成骨诱导培养基进行体外培养,碱性磷酸酶和茜素红染色分析结果证实骨髓间充质干细胞在凝胶中培养一段时间后活力良好,具有成骨分化的潜力。本项目优化获得的丝素/泊洛沙姆-海藻酸钠具有合适的孔度和孔径、与单一组分凝胶相比具有显著增强的力学性质和耐降解性,体外细胞实验证实该凝胶具有良好的细胞相容性,支持种子细胞生长与分化。因此,该型水凝胶经后续进一步细胞和动物实验研究,有望发展成为可用于关节软骨损伤修复的注射型材料。