组织工程化软骨修复关节软骨缺损

背景：目前治疗软骨缺损的方法均有明显缺陷,组织工程软骨修复关节软骨缺损为微创治疗软骨缺损提供了新方法。 目的：总结组织工程软骨应用于修复关节软骨缺损的新进展。 方法：由第一作者用计算机检索万方数据库(2000/2010)和PubMed数据库(2000/2010),检索词分别为“软骨缺损,组织工程软骨”和“articular cartilage defects, tissue-engineered cartilage”,语言分别设定为中文和英文。从组织工程软骨及其新进展2方面进行总结,对组织工程软骨的发展及构建等方面进行介绍。共检索到666篇文献,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入23篇文章。 结果与结论：近年来随着细胞支架材料的不断发展和组织构建技术的日趋成熟,结合活性细胞和支架的组织工程软骨为微创修复关节软骨缺损提供了良好的治疗手段及方法,组织工程软骨修复软骨缺损是完全可行的,C-GP凝胶与种子细胞相容性好,可做为组织工程软骨的理想支架,但细胞支架的制备及选择仍然是组织工程软骨的热点和难点。     

自体骨髓基质干细胞及可注射藻酸钙凝胶联合Mosaicplasty技术修复山羊膝关节股骨头大面积缺损**★

背景：目前修复软骨缺损的方法都存在修复组织数量不足，生物力学性能不佳，整合不良及供区并发症等缺陷。对于大面积的骨软骨复合缺损单独应用一种方法尚显不足。 目的：观察组织工程方法复合Mosaicplasty技术用于修复大面积骨软骨缺损的效果。 设计、时间及地点：随机对照动物实验，于2009-01/09在青岛大学医学院中心实验室完成。 材料：体外培养并扩增健康成年雄性山羊的骨髓基质干细胞，收集约3×107细胞，加入1 mL藻酸钠溶液重悬形成骨髓基质干细胞-藻酸钙凝胶材料。 方法：12只山羊用于制备膝关节股骨髁大面积骨软骨缺损模型，骨髓基质干细胞-Mosaicplasty组使用自制Mosaicplasty 器械，植入直径2 mm骨软骨柱镶嵌充填缺损，以自体骨髓基质干细胞复合藻酸钙凝胶填充残余缺损和部分供区。Mosaicplasty组单纯用Mosaicplasty修复骨软骨缺损。对照组单纯制造缺损不修复。 主要观察指标：①大体观察：术后4，8，16周分别切开关节观察修复效果。②组织学检查：术后16周取修复组织标本，行苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色光镜下观察。③电镜观察：取16周修复组织行透射电镜检查。 结果：术后16周时骨髓基质干细胞-Mosaicplasty组移植物固定牢固，关节面平滑，移植物间界限消失，新生软骨组织类似于正常软骨，4~16周修复效果逐渐改善，优于其他各组。光镜观察细胞-凝胶新生软骨组织与移植软骨结合紧密，新生软骨细胞排列规整，细胞外基质分布均一。对照组无明显修复。透射电镜观察发现修复新生组织中细胞形态类似软骨细胞，细胞存在于排列紧密的纤维网格中，基质丰富。 结论：使用自体骨髓基质干细胞-藻酸钙凝胶材料复合Mosaicplasty技术可促进骨软骨整合，改善其修复效果。 关键词：Mosaicplasty；骨髓基质干细胞；藻酸钙凝胶；组织工程；软骨；缺损 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.010     

生物材料复合支架与运动性关节软骨缺损的修复

摘要 目的：探讨复合支架的组织工程学特性及其修复关节软骨缺损的性能评价。 方法：以“关节软骨、生物材料、工程软骨、复合材料、复合支架”为中文关键词，以“ tissue enginneering，articular cartilage，scaffold material”为英文关键词，采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库(1993-01/2010-11)相关文章。纳入复合支架材料-细胞复合物修复关节软骨损伤相关的文章，排除重复研究或Meta分析类文章。 结果：共入选18篇文章进入结果分析。复合支架是当前软骨组织工程中应用较多的支架，它是将具有互补特征的生物相容性可降解支架，按一定比例和方式组合，设计出结构与性能优化的复合支架。较单一支架材料具有显著优越性，具有更好的生物相容性和一定强度的韧性，较好的孔隙和机械强度。复合支架的制备不仅包括同一类生物材料的复合，还包括不同类别生物材料之间的交叉复合。可分为纯天然支架材料、纯人工支架材料以及天然与人工支架材料的复合等3类。 结论：复合支架使生物材料具有互补特性，一定程度上满足了理想生物支架材料应具有的综合特点，但目前很多研究仍处于实验阶段，还有一些问题有待于解决，如不同材料的复合比例、复合工艺等。 关键词：关节软骨；复合材料；生物材料；组织工程软骨；复合支架 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.035     

运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性

摘要 背景：骨软骨支架是用于承载细胞,供细胞黏附、生长、增殖、分化的载体。 目的：总结运动性关节软骨缺损支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物相容性。 方法：以“关节软骨,生物材料,工程软骨,支架材料,生物相容性”为中文关键词,以“ tissue enginneering ,articular cartilage,scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索维普数据库、PubMed数据库1993-01/2010-11相关文章。纳入与有关修复关节软骨损伤、生物材料、支架材料、生物相容性等相关的文章。以20篇文献为重点对运动性关节软骨缺损修复用的生物材料的生物相容性进行了讨论。 结果与结论：天然软骨支架材料因其具有细胞识别信号,故生物相容性好,细胞黏附率高,但力学性能较差。有些人工合成材料生物相容性不理想、亲水性差、对细胞吸附不足,人工合成高分子聚合物生物相容性良好。复合支架利用不同生物材料的优点克制材料的局限性制备理想的复合支架,其混合比例、混合技术还有待进一步研究。目前尚无一种材料完全满足组织工程的要,通过材料制备技术的改进或将几种不同材料的复合,材料的性能会不断的提高。 关键词：关节软骨;支架材料;生物相容性;软骨缺损;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.12.035     

聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物修复髌股关节软骨缺损

摘要 背景：传统的方法修复软骨损伤,易发生退变。聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物具有良好的生物相容性,可根据需要调节降解速度等性能,可能在修复软骨损伤方面具有应用前景。 目的：观察以聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物为载体修复兔关节软骨缺损的可行性。 方法：选取2月龄新西兰兔骨髓培养,诱导间充质干细胞向软骨细胞分化。第3代细胞与聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物共培养制成聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物。建立兔髌股关节股骨髁部缺损模型,在右侧36个膝关节植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物,左侧18膝植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物,另18膝造成缺损后留作空白对照。术后4,8,12,24,36,48周取材,行大体及组织学观察,组织学评分。 结果与结论：聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物修复大鼠缺损后,软骨细胞分布较均一,色泽与正常软骨相似,与正常软骨界限消失,表面细胞平行于关节面,深层细胞排列紊乱,细胞呈团状,基质异染广泛,软骨下骨形成及潮线恢复正常,与周围正常软骨连接良好。而单纯植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物或缺损后未处理大鼠缺损边缘细胞呈团块状增生,底部为纤维组织。提示骨髓基质细胞源性软骨细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞,聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物适合作为组织工程修复关节软骨缺损的支架材料,具有良好的应用前景。 关键词：聚乳酸/羟基乙酸共聚物;髌股关节;组织工程;骨髓基质细胞;载体材料;软骨缺损;分化 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.16.007     

不同生物材料复合支架对关节软骨缺损的修复评价

背景：不同生物材料制备的复合软骨支架其修复软骨缺损也各具特点。 目的：探讨不同生物材料制备复合支架的组织工程学特性及其修复关节软骨缺损的性能评价。 方法：以“软骨组织工程,生物材料,工程软骨,复合支架”为中文关键词,以“tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库(1993-01/2010-11)相关文章。纳入复合支架材料-细胞复合物修复关节软骨损伤等相关的文章,排除重复研究或Meta分析类文章。 结果与结论：复合支架是当前软骨组织工程中应用较多的支架,它是将具有互补特征的生物相容性可降解支架,按一定比例和方式组合,设计出结构与性能优化的复合支架。较单一支架材料具有更好的生物相容性和一定强度的韧性,较好的孔隙和机械强度。复合支架的制备不仅包括同一类生物材料的复合,还包括不同类别生物材料之间的交叉复合。可分为纯天然支架材料、纯人工支架材料以及天然与人工支架材料的复合等3类。复合支架使生物材料具有互补特性,一定程度上满足了理想生物材料支架应具的综合特点,但目前很多研究仍处于实验阶段,还有一些问题有待于解决,如不同材料的复合比例、复合工艺等。     

多孔丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞修复兔关节软骨及软骨下骨缺损

背景：丝素蛋白/羟基磷灰石是细胞立体培养的良好支架,是临床常用的骨缺损修复材料,具有良好的生物相容性。脂肪干细胞具有向骨及软骨细胞分化的潜能,适合骨软骨缺损修复。 目的：观察转化生长因子β1和胰岛素样生长因子1联合成软骨诱导脂肪干细胞与丝素蛋白/羟基磷灰石复合后修复兔关节软骨及软骨下骨缺损的效果。 方法：取新西兰大白兔56只,2只用于传代培养脂肪间充质干细胞,以3×109 L-1浓度接种到丝素蛋白/羟基磷灰石。其余54只新西兰大白兔,在股骨髁间制备软骨缺损模型,随机分为细胞复合材料组、单纯材料组和空白对照组,细胞复合材料组植入复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石;单纯材料组植入丝素蛋白/羟基磷灰石;空白对照组不作任何植入。从大体、影像学、组织学观察比较缺损的修复情况。 结果与结论：12周时大体观察、CT、磁共振和组织学检查细胞材料复合组软骨及软骨下骨缺损区完全被软骨组织修复,修复组织与周围软骨色泽相近,支架材料基本吸收,未见明显退变和白细胞浸润,所有标本均未见丝素蛋白残留。单纯材料组缺损区缩小、部分修复,且呈纤维软骨样修复。空白对照组缺损无明显修复。提示复合脂肪间充质干细胞的丝素蛋白/羟基磷灰石修复兔关节软骨及软骨下骨缺损能力优于单纯丝素蛋白/羟基磷灰石材料。丝素蛋白/羟基磷灰石复合脂肪间充质干细胞可形成透明软骨修复动物膝关节全层软骨缺损,重建关节的解剖结构和功能,可作为新型骨软骨组织工程支架。     

动物源性骨软骨支架复合骨髓间充质干细胞/软骨细胞修复兔膝关节骨软骨复合缺损

摘要 背景：以往支架材料修复骨软骨的实验大都存在骨软骨耦合界面修复不良的情况。 目的：观察骨髓间充质干细胞/软骨细胞复合动物源性骨软骨支架修复兔膝关节骨软骨复合缺损的可行性。 方法：将新西兰大白兔随机抽签分为实验组、对照组、空白组,制作单侧膝关节骨软骨复合缺损后,实验组于骨缺损处植入自体骨髓间充质干细胞/诱导分化的软骨细胞与同种异体动物源性骨软骨复合支架,对照组于骨缺损处植入同种异体动物源性骨软骨支架、空白组未植入任何材料。术后4,8,12周行大体观察、苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色。 结果与结论：实验组大体观察见复合缺损区完全修复,局部无凹陷,新生组织和周围组织融合,苏木精-伊红染色和甲苯胺蓝染色见软骨缺损区由新生的透明软骨样组织修复,细胞柱状排列,极性好,软骨陷窝明显,骨缺损区由骨样组织修复,新生软骨和软骨下骨以及宿主骨界面耦合良好,甲苯胺蓝染色阳性率和组织学评分优于对照组、空白组(P < 0.05)。说明诱导分化的自体软骨细胞和骨髓间充质干细胞共培养复合动物源性骨软骨支架所构建的细胞-支架复合体能成功修复兔膝关节软骨和软骨下骨的复合缺损,是一种理想的骨软骨复合缺损修复方法。 关键词：动物源性;支架;骨髓间充质干细胞;软骨细胞;修复;缺损 中国组织工程研究与临床康复, 2011,15 (12): 2265-2269.     

软骨修复材料种类的比较

摘要 背景：软骨修复材料要求具有特定的生化、物理性质,如极强的生物相容性、合适的生物降解性、可控的孔径大小、足够的孔隙率等。 目的：对比分析各种软骨修复材料的特点。 方法：应用计算机检索万方数据库、CNKI数据库2001/2010与软骨修复材料相关的文章,检索关键词为“软骨,修复,支架材料,组织工程,生物材料”。 结果与结论：软骨组织工程支架材料分为天然支架材料、复合支架材料、可注射支架材料、仿生支架材料等。但是各种材料具有各自的优势与不足,目前多采用复合支架材料或利用仿生原理制备仿生支架材料或是可注射型支架材料,以充分发挥材料的优势,克服不足,使其生物力学特性更加接近天然骨组织。尽管骨组织工程研究已经取得了相当快速的进展和成果,但仍有许多问题需要解决：支架的免疫原性即降解转归及对机体的影响;支架是否可与软骨下骨有效结合;支架材料的降解速度是否可与组织形成相匹配;支架的生物力学性能是否与软骨组织相同或接近等。 关键词：软骨;修复;支架材料;组织工程;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.040     

腕关节软骨损伤的生物材料干预

摘要 目的：探讨腕关节软骨损伤后的生物材料干预，为腕关节软骨损伤的创伤修复和功能重建选择理想的生物材料。 方法：电子检索PubMed数据库(PubMed:1996/2010)及中国期刊全文数据库(CNKI:1996/2010)，在标题和摘要中以“Wrist Joint, Cartilage, Injury, Rehabilitation, Treatment”或“腕关节，软骨，损伤，康复，治疗”为检索词进行检索，排除非核心期刊的文献，选择腕关节软骨损伤和生物材料对腕关节软骨损伤修复治疗的文献共25 篇文献。 结果：关节镜微骨折技术联合透明质酸凝胶可明显提高再生软骨的厚度，更接近透明软骨。聚磷酸钙纤维/明胶支架复合材料基本满足组织工程支架复合材料的空隙率要求。自体骨膜移植固定骨髓间充质干细胞能够促进关节软骨的修复，生成与自身相适应的软骨，而转化生长因子β1可以诱导骨髓间充质干细胞分化为软骨细胞。 结论：由于腕关节生理结构及其生物力学的特殊性，腕关节软骨组织损伤较为常见，组织工程软骨修复术通过将细胞和支架复合物植入受损的组织或器官部位，从而达到创伤修复和功能重建的目的，为腕关节软骨组织损伤修复提供了一条有效的途径。干细胞定向诱导及转化生长因子β1基因修饰术，可为腕关节软骨修复提供崭新的研究方向。 关键词：腕关节；软骨；生理；运动损伤；康复；治疗；生物材料；组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.34.043