目的:探讨Ad-TGFβ1感染BMSCs黏附3D打印PLA支架修复兔膝关节软骨缺损的能力,进一步研究3D打印技术结合Ad-TGFβ1感染BMSCs修复关节软骨缺损的可行性。方法:1.BMSCs的分离培养:取性别不限2月龄新西兰大白兔水淹法处死,从双侧胫骨中用10ml注射器取骨髓液加入含Percoll分离液的离心管中以3000r/min离心30 min分离出BMSCs培养,每隔3天换液并观察其生长情况,将其培养至第三代细胞(P3)后-80℃冻存备用。2.将扩增的Ad-TGFβ1对BMSCs细胞进行感染,将TGFβ1基因导入BMSCs细胞后-80℃冻存备用。3.构建兔膝关节软骨缺损模型,CT扫描兔膝关节软骨缺损,3D技术设计孔径100μm的软骨缺损支架模型,以PLA为材料3D打印支架,将打印的PLA支架浸入2mol/L的Na OH溶液支架表面改性。紫外线消毒后备用。4.将携带Ad-TGFβ1的BMSCs接种于消毒后的PLA支架进行共培养构建Ad-TGFβ1介导的BMSCs-PLA支架复合物,5天后用扫描电镜观察支架复合物结构及细胞的黏附情况。5.随机将36只新西兰大白兔分成空白组、PLA组、PLA/BMSCs三组,空白组为单纯软骨缺损组,造模后不做处理。PLA组单纯植入PLA支架,PLA/BMSCs组植入BMSCs-PLA支架复合物,处理完毕后分别继续单笼饲养。6.在第8周和第12周时分别取各组实验动物膝关节缺损处新生组织行HE染色和番红O染色,倒置相差显微镜下观察缺损处新生组织情况。7.Western blot法半定量检测第8周和第12周各组实验动物膝关节缺损处新生组织的II型胶原蛋白表达。结果:1.从兔骨髓组织中分离出BMSCs并传代培养至P3。2.扩增后的Ad-TGFβ1可顺利感染BMSCs。3.3D打印技术成功打印出孔径100μm的个性化PLA支架,搭载Ad-TGFβ1的BMSCs黏附PLA支架可构建BMSCs-PLA支架复合物。4.造模后各组实验动物膝关节无明显炎症反应。术后8周PLA/BMSCs组膝关节软骨缺损处可见类似于透明软骨的粉色新生组织,其表面光滑无凹陷。PLA组缺损处表面可见粗糙的粉红色新生组织且其弹性和硬度较PLA/BMSCs组差;空白组软骨缺损处可见空洞塌陷,界限清晰。12周时,PLA/BMSCs组缺损处可见白色新生组织,表面光滑无凹陷,与邻近正常组织紧密结合,新生组织的弹性及硬度与邻近正常软骨组织无明显差别;PLA组缺损处可见部分乳白色新生组织,仍可见凹陷,表面稍粗糙,新生组织弹性及硬度较PLA/BMSCs组差。空白组软骨缺损处凹陷明显,与周围组织界限清晰。5.术后8周时行HE染色PLA/BMSCs组缺损处可见新生软骨组织。PLA组缺损处可见新生肉芽组织,界限清楚。空白组可见少许纤维组织增生。术后12周,PLA/BMSCs组缺损处可见填满的新生组织,镜下可见柱状排列的透明软骨及大量的软骨陷窝。PLA组缺损处镜下可见排列不规则的由透明软骨构成的新生组织及少量软骨陷窝,与周围组织结合尚可但较PLA/BMSCs组差。空白组镜下未见明显的新生软骨细胞。6.术后8周行番红O染色结果镜下可见PLA/BMSCs组缺损处有被番红O着色的新生透明软骨样细胞,表层垂直排列,深层呈平行横向排列。PLA组缺损处见部分排列不规则的新生透明软骨样细胞,着色较PLA/BMSCs组浅,空白组未见明显新生软骨细胞生成。术后12周,PLA/BMSCs组缺损处可见新生透明软骨样细胞完全填充,着色较深。PLA组可见缺损处大量排列不规则的新生透明软骨样细胞,着色较PLA/BMSCs组浅。空白组可见部分纤维组织增生,未见明显新生软骨细胞。7.术后western blot法检测各组缺损区新生组织中Col-II蛋白表达可以发现第8周、12周PLA/BMSCs组Col-II蛋白表达均显著高于PLA组及对照组(P<0.05),有统计学意义。PLA组的Col-II蛋白表达也均高于对照组(P<0.05),有统计学意义。8.术后8、12周Wakitani评分评估各组软骨缺损的修复效果显示术后8周空白组、PLA组及PLA/BMSCs组分别为10.830±1.170、8.330±0.817、6.500±0.547,F=36.500,P=0.000<0.05说明三组Wakitani评分差异有统计学意义。术后12周空白组、PLA组及PLA/BMSCs组分别为9.670±1.033、7.500±1.265、4.670±1.211,F=28.230,P=0.000<0.05说明三组Wakitani评分差异有统计学意义,术后8周及12周PLA/BMSCs组Wakitani评分较另外两组低,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:Ad-TGF?1感染BMSCs能够在PLA支架上形成BMSCs-PLA支架复合物,此复合物植入兔膝关节软骨缺损区有利于软骨的再生修复。