【目的】 胶原是治疗骨软骨缺损的一种常用生物材料,但目前所使用的胶原支架的结构大多为无序(random collagen scaffold),不利于自体干细胞向缺损部位迁移以进行缺损修复。基质细胞衍生因子-1(stromal cell-derived factor,SDF-1)可能会促进间充质干细胞向软骨下骨迁移。本研究通过用有取向通道的胶原支架(radially oriented collagen scaffold)替代无序胶原支架并结合SDF-1促进干细胞向缺损部位迁移迁移,提高骨软骨缺损修复的疗效。 【方法】 采用胶原冻干和热交联制作了传统的无序胶原支架和有取向的胶原支架,分别用电镜对支架通道进行表征,并进行力学性能、细胞毒性和细胞增殖等检测;通过HE染色和CCK-8细胞计数检测骨髓间充质干细胞在支架内的迁移;建立新西兰兔骨软骨缺损模型,将两种胶原支架分别复合SDF-1移植到缺损部位,分别在6、12周收集样本,通过ICRS评分、Safranin O染色以及免疫组化染色检测软骨的再生情况。 【结果】 有取向胶原支架较无序胶原支架表现为更好的力学强度,两种支架对细胞增殖无明显影响。有取向胶原支架可以促进骨髓间充质干细胞的迁移,且能够被SDF-1加强。动物实验术后6周,经过有取向胶原支架结合SDF-1的治疗,关节软骨表面恢复较好,且以透明软骨居多,ICRS评分为16.33±0.47。而经过无序胶原支架和SDF-1治疗,关节软骨恢复较差,表面以纤维软骨居多,ICRS评分为3.70±0.29。术后12周,经过有取向胶原支架结合SDF-1的治疗,ICRS评分为17.00±0.82,优于无序胶原支架和SDF-1治疗,评分为10.13±0.66 (P<0.05)。免疫组化结果显示经过有取向胶原支架结合SDF-1的治疗,软骨骨化标志物COL1和肥大标志物MMP13表达均下降。实验结果表明结合有序胶原支架复合细胞因子SDF-1可促进骨软骨缺损部位新生软骨的生长,并抑制软骨细胞的钙化和肥大。 【结论】 有取向胶原支架复合SDF-1的移植是一种潜在可行的骨软骨缺损疗法。