ポリビニルアルコール - ポリアクリル酸（PVA-PAAC）ヒドロゲルを使用した骨軟骨欠損修復

ポリ（ビニールアルコール）（PVA）ヒドロゲルは、水分量が多いため、関節軟骨修復の候補になります。PVA-Poly（アクリル酸）（PAAC）ヒドロゲル製剤を合成し、12週間と24週間のニュージーランドホワイトウサギ（NZWR）モデルで顆の骨軟骨（OC）欠陥の治療オプションとして機能する能力を決定しました。ヒドロゲルOCインプラントに加えて、in vivo期間の関数として機械的特性の変化を評価するために、引張バー型のヒドロゲルも皮下に移植されました。12週間と24週間後に収穫されたOCヒドロゲルインプラントで測定された水分含有量、および非移植コントロールに測定された水分量には、統計的に有意な差（P> 0.05）はありませんでした。グループ間で、破損ストレス、破損時の緊張、または引張バーの弾性率に統計的に有意な差（p> 0.05）はありませんでした。OC欠陥、滑膜嚢、および引張バーの周りの繊維組織の組織学的分析により、ヒドロゲルの生体適合性が決定されました。12週間のヒドロゲルは、関節軟骨とその場で洗い流されることがわかりました。半月板組織は無傷の表面を示しました。軟骨下組織との統合が不足しているため、24週間のヒドロゲルが欠陥部位から突き出ており、半月板表面に細動を引き起こします。顆のマイクロCTスキャンは、軟骨下骨の骨溶解と骨嚢胞を除外し、滑液にPVA-PAACヒドロゲルの含有量は見つかりませんでした。PVA-PAACヒドロゲルは、完全に生体適合性があると判断され、時間の経過とともにその特性を維持し、12週間の時点でうまく機能しました。OC欠陥修復のためにヒドロゲルプラグの長期性能を確保するために、PVA-PAACヒドロゲルの軟骨下骨への物理的固定が必要です。

Poly(vinyl alcohol) (PVA) hydrogels can be candidates for articular cartilage repair due to their high water content. We synthesized a PVA-poly(acrylic acid) (PAAc) hydrogel formulation and determined its ability to function as a treatment option for condylar osteochondral (OC) defects in a New Zealand white rabbit (NZWR) model for 12 weeks and 24 weeks. In addition to hydrogel OC implants, tensile bar-shaped hydrogels were also implanted subcutaneously to evaluate changes in mechanical properties as a function of in vivo duration. There were no statistically significant differences (p > 0.05) in the water content measured in the OC hydrogel implant that was harvested after 12 weeks and 24 weeks, and non-implanted controls. There were no statistically significant differences (p > 0.05) in the break stress, strain at break or modulus of the tensile bars either between groups. Histological analysis of the OC defect, synovial capsule and fibrous tissue around the tensile bars determined hydrogel biocompatibility. Twelve-week hydrogels were found to be in situ flush with the articular cartilage; meniscal tissue demonstrated an intact surface. Twenty-four week hydrogels protruded from the defect site due to lack of integration with subchondral tissue, causing fibrillation to the meniscal surface. Condylar micro-CT scans ruled out osteolysis and bone cysts of the subchondral bone, and no PVA-PAAc hydrogel contents were found in the synovial fluid. The PVA-PAAc hydrogel was determined to be fully biocompatible, maintained its properties over time, and performed well at the 12 week time point. Physical fixation of the PVA-PAAc hydrogel to the subchondral bone is required to ensure long-term performance of hydrogel plugs for OC defect repair.