羧甲基纖維素/瓊脂糖多孔性支架在組織工程中的機械特性和生物反應的評估

多項研究表明，瓊脂糖由於具有良好的理化特性、生物相容性和熱可逆凝膠化行為，已被用作組織工程的生物材料。 然而很少有研究關注瓊脂糖與其他物質混合物的特性。本研究的目的是評估來自羧甲基纖維素 (CMC)-瓊脂糖混合物的三維 (3D) 多孔支架在生物體內骨再生的組織反應。羧甲基纖維素（CMC）/瓊脂糖多孔支架的生化特性、生物相容性和成骨分化潛能已在我們之前的研究中得到證實和論證。 然而，它們在生物體內的生物相容性、長期降解和生物學表現尚未得到研究和證實
此外，本實驗還評估了hDPSCs 細胞球體和 CMC/瓊脂糖支架組合在顱骨骨缺損模型中的骨癒合能力。製備樣本（Agarose 25/ CMC 75， Agarose 50/ CMC 50， Agarose 75/ CMC 25）並進行材料特徵分析。 再以 micro-CT、組織學、組織形態學分析評估 CMC/ Agarose支架在加入3D細胞球體後的體內骨形成或骨誘導成效。 體內實驗表明各組之間具有良好的血液相容性和生物相容性。在動物實驗中， CMC/Agarose 在配合加入 3D 細胞球體後的骨癒合促進效果，在8 週癒合後，micro-CT 結果顯示，相對於 CMC/Agarose (75/25)、CMC/Agarose (50/50)、CMC/Agarose (25/75)加入 3D 細胞球體，CMC/Agarose (75/25)與 CMC/Agarose (50/50)配合加入 3D 細胞球體後，有最佳的BV/TV (%)數值而且有統計學上的差異(p< 0.05)，此外，在 CMC/Agarose (75/25)與 CMC/Agarose (50/50)配合加入 3D 細胞球體的組別中，組織切片分析(H&E 與 Masson’s和IHC)進一步證實有更多的新生骨形成、更成熟的骨髓結構形成、更多生物材料的降解、更多新生血管、更多的骨細胞與更多的成骨細胞圍繞在生物材料周圍，這均證實CMC/Agarose (50/50)在加入 3D 細胞球體後，能夠誘導骨癒合以及血管生成。 總體而言，我們的研究結果證實， CMC/Agarose(50/50)結合 3D 細胞球體具備良好生物相容性和骨癒合能力，未來相當有潛能應用於骨組織工程應用以及成為骨替代生物材料。