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关节软骨组织缺乏血管、神经以及淋巴管,一旦损伤就很难自我修复。当前大量的治疗方法如自体软骨细胞移植、自体/异体软骨移植等都有各自的局限性。目前,软骨修复已经成为临床上的重大挑战之一。幸运的是,软骨组织工程的发展为软骨修复带来新希望。天然高分子多糖水凝胶拥有良好的生物相容性和生物降解性,是软骨组织工程中良好的生物材料之一。本次研究中,我们不添加任何交联剂,利用乙二醇壳聚糖(G-CS)的氨基(-NH2)与氧化透明质酸(OHA)的醛基(-CHO)之间的希夫碱反应制备了一种生物活性水凝胶(G-CS/OHA水凝胶)。我们研究了两种成分的混合比例以及OHA不同氧化度对水凝胶性能的影响,结果表明,OHA60%=2%(w/v),G-CS:OHA60%=2:1(S1)的凝胶具有较好压缩性能、降解性能和生物相容性。因此我们选择S1凝胶进一步研究。软骨细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)有为细胞定制的环境和相关生物信号分子,具有潜在的软骨诱导能力,而且它成本低,容易大量获取,已经被用于制备或功能化支架材料,增强干细胞的软骨分化能力。考虑到单纯的G-CS/OHA水凝胶可能存在机械性能差、软骨诱导能力不足的问题,我们添加不同量的ECM微粒于S1凝胶中用于功能化水凝胶,结果显示S1/ECM 2%(w/v)(S3)水凝胶展示出最合适的压缩性能并且为骨髓间充质干细胞(BMSCs)提供了最理想的增殖环境。因此我们选择其进一步研究。之前有研究者表明转化生长因子-β1(TGF-β1),骨形成蛋白-7(BMP-7)和 Kartogenin(KGN)(TBK)的协同作用能够在体外促进BMSCs向软骨细胞分化。为了评价ECM微粒的软骨诱导能力,我们将BMSCs包载于S1和S3凝胶中并分别添加常规细胞培养基(S1/BMSCs组与S3/BMSCs组)和含有TBK的软骨诱导培养基(S1/BMSCs/TBK组与S3/BMSCs/TBK组)中进行体外培养。结果表明,S3/BMSCs/TBK组中糖胺聚糖(GAGs)、Ⅱ型胶原蛋白(COL Ⅱ)的积累量最高。在大鼠体内实验中,S3/BMSCs/TBK组修复效果最好,再生软骨更加成熟,与周围原生组织实现很好的整合,胞外基质丰富,关节面更加光滑和完整。这些结果表明用ECM功能化的G-CS/OHA水凝胶是一种很有潜力的生物材料。BMSCs与TBK共同包载于G-CS/OHA/ECM凝胶用于软骨修复是一种很有效的治疗方法。