肌腱组织工程中三维支架材料性能及其力学特性

目的：总结近年组织工程肌腱支架材料及组织工程技术修复肌腱缺损的研究进展。 方法：以“组织工程，肌腱支架材料，力学特性，肌腱移植” 为中文关键词， “Tissue Engineering，tendon，Scaffold” 为英文关键词，采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与组织工程肌腱力学性能及组织工程化肌腱的实验研究与临床应用相关的文章；排除重复研究或Meta分析类文章。以24篇文献为主，重点对一下4个问题进行了讨论：①肌腱组织工程的研究进展。②组织工程肌腱支架材料的生物力学分析。③生物材料在肌腱组织工程中的应用。④组织工程技术在修复肌腱缺损的临床应用。 结果：目前，肌腱组织工程研究的支架材料主要有天然高分子材料和合成高分子材料两大类。肌腱支架材料的制备和选择思路主要有两条：一是利用人工合成材料制造具有优异性能及结构的仿生材料；另一条是利用天然细胞外基质材料经处理后制备成天然衍生支架材料，利用生物组织原有生物结构特性构建组织工程化肌腱。组织工程化肌腱的构建必须模拟体内三维物理环境，采用微机控制步进电机对肌腱细胞-基质复合三维支架施以动态应变力，明显提高了肌腱细胞的增殖速率和胶原分泌量，且可牵引肌腱细胞沿应力方向延展。 结论：目前，实验提供的物理刺激也相对单一，模拟体内三维物理环境构建人工肌腱的技术和设备需要进一步研究和完善。要真正实现体外预制有生命的种植体完全替代体组织和器官功能，还有许多问题有待进一步的研究和解决。 关键词: 肌腱组织工程；生物材料；细胞支架；生物力学；人工肌腱 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.08.028     

组织工程化肌腱应用于肌腱运动损伤的修复：研究与应用现状

目的：总结和分析肌腱组织工程应用于肌腱运动损伤修复的研究现状。 方法：以“tissue engineering,artificial biocompatible tendon”,为英文检索词,以“组织工程,肌腱”为中文检索词,计算机检索PubMed和万方数据库1994-01/2009-12的相关文献。纳入具有原创性,论点论据可靠的实验文章,排除重复性的研究,选择符合标准的33篇文献做进一步分析。 结果：肌腱运动损伤后若未予以及时修复常会导致肢体功能障碍,组织工程化人工肌腱修复缺损肌腱可对肌腱缺损进行形态修复和功能重建,并达到永久性替代。目前,组织工程学研究进展迅速,但要真正应用于临床仍存在一些问题。文章就以下问题进行了讨论：①种子细胞的来源。②对材料选取及如何合理改进,从而塑造理想的器官形状三维支架材料。③如何模拟体内环境,在体外构建肌腱组织。④如何使制造出来的组织工程肌腱有更好的生物力学性能。 结论：如何在体外利用生物反应器模拟体内环境,进行组织工程化肌腱的构建,将是未来的研究方向。 关键词：组织工程;肌腱;运动损伤;修复;材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.12.034     

组织工程肌腱材料修复肌腱损伤

摘要 目的：总结和分析组织工程肌腱研究进展，在此基础上进一步分析组织工程肌腱作为替代物对于肌腱损伤修复的可能性，以及对未来发展进行展望。 方法： 以“组织工程，种子细胞，肌腱，损伤修复，支架材料”为中文关键词，以“tissue engineering，seed cells，tendon，damage repair，scaffold”为英文关键词，应用计算机检索1994-01/2009-12 Pubmed数据库(http://www.ncbi.nlm. nih.gov/PubMed)及维普数据库(http://www.cqvip.com/)有关运动性肌腱损伤与组织工程肌腱的文献，排除重复研究或Meta分析类文章。共纳入25篇文献，重点对以下4个问题进行讨论：①运动性肌腱工程生物力学研究进展。②肌腱组织工程种子细胞的分类与筛选。③肌腱组织工程支架材料应具备的特点。④组织工程肌腱面临的问题与研究方向。 结果：目前，在肌腱组织工程中研究的种子细胞有肌腱细胞、皮肤成纤维细胞和骨髓基质干细胞。标准种子细胞的难以确立一直制约着组织工程的发展，如何获得大规模、再生性的种子细胞是当前组织工程化肌腱研究面临的最为关键的问题。组织工程化人工肌腱修复缺损肌腱，与其他传统方法相比，主要具有以下优点：①所形成的肌腱组织有活力和功能，可对肌腱缺损进行形态修复和功能重建，并达到永久性替代。②以相对少量的肌腱细胞经体外培养扩增后，修复严重的肌腱缺损。③按缺损肌腱形态任意塑形，达到形态修复。 结论：组织工程肌腱要真正应用于临床，关键是如何模拟体内环境，在体外成功构建肌腱组织，因而在体外模拟体内环境进行组织工程的构建是未来的研究方向。     

组织工程化肌腱移植的进展

背景：肌腱移植是重建损伤肌腱功能的主要手段,目用于肌腱移植的材料有自体肌腱、同异体肌腱、异种异体肌腱、人工肌腱、组织工程化肌腱等,但均有各自的缺点。 目的：就近年肌腱缺损的自体和异体移植治疗进展进行总结,为组织工程修复肌腱损伤的研究提供理论基础。 方法：由第一作者于2010-03应用计算机检索PubMed数据库、万方数据库和维普数据库相关文献。英文资料的检索时间为2000/2010-03;中文资料的检索时间为2002-01/2010-03。英文检索词为“tendon tissue engineering, tendon allograft, transplantation”;中文检索词为“肌腱,损伤修复,移植,自体,异体,组织工程”。 纳入标准：①肌腱损伤修复的发展史。②自体或异体肌腱移植治疗肌腱损伤的研究。③动物实验及临床应用。阅读标题和摘要进行筛选,共纳入30篇用于文章分析。 结果与结论：随着组织工程研究的发展,利用细胞生物学、分子生物学及生物材料学技术构建组织工程复合物已成为是肌腱移植材料的研究热点。但异体肌腱移植后的排斥反应、粘连及转归情况等,尚需动物实验及临床研究做进一步观察和验证。     

组织工程化肌腱的构建与运动性肌腱损伤

目的：总结评价构建组织工程化肌腱生物支架材料的性能及作用,以寻找合理的肌腱替代物。 方法：以 “组织工程;肌腱修复;生物材料支架;运动性肌腱损伤” 为中文关键词,“tissue engineering, tendon repairing,biological material scaffold,sport injury of tendon” 为英文关键词,采用计算机检索1994-01/2009-12相关文章。纳入与有关运动性肌腱损伤与组织工程肌腱相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以16篇文献为主,重点对一下5个问题进行了讨论：①肌腱的组织学特征？②肌腱移植材料种类及组织工程肌腱种子细胞的来源？③如何解决同种异体肌腱细胞的免疫学反应？④如何制备与筛选特殊力学强度的支架材料？⑤伦理学问题。 结果：与传统肌腱修复比较,组织工程化肌腱具有许多优点：解决了供体肌腱来源问题;组织工程化肌腱具有活力和功能,植入后可与受体肌腱愈合,永久性替换缺损肌腱;可根据缺损肌腱任意塑型,在重建功能的同时达到形态修复的目的。但是构建组织工程化肌腱,还有许多问题有待研究和解决。如何提高支架材料应用性,研制具有与正常人体肌腱组织相接近的力学性能的支架材料是其中的关键性问题。 结论：模拟体内环境,解决组织工程肌腱构建的生物材料、种子细胞,以及在体外成功构建肌腱组织是未来组织工程肌腱构建过程中的研究的重点。 关键词: 组织工程化肌腱;肌腱修复;支架材料;运动性肌腱损伤;种子细胞 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.12.038     

人工膝关节交叉韧带材料学及其特点

目的：论述膝交叉韧带运动损伤后重建材料的选择及人工合成材料的应用前景，认识运动员这一特殊群体膝交叉韧带损伤后移植物重建的材料选择。 方法：由作者应用计算机检索维普数据库中与人工合成膝关节韧带有关的文献，检索时限为1998-01/2009-10。检索关键词：膝交叉韧带，运动，韧带修复，韧带重建，人工合成材料。纳入标准：①选取针对性强，相关度高的文献。②对同一领域的文献选择近期发表或权威杂志的文献。③排除较陈旧的理论观点以及一些重复性研究。对资料进行初审，并查看每篇文献后的引文。 结果：计算机初检到72篇文献，阅读标题和摘要进行初筛，排除研究目的与本文无关的文献21篇，内容重复性研究27篇，共24篇文献符合标准。自体移植物和同种异体移植物由于自身的缺陷不是运动员交叉韧带的理想材料，人工韧带拥有广阔的应用前景，如LARS人工韧带目前主要在欧洲被广泛应用。国内应用LARS人工韧带重建交叉韧带，其近期效果令人鼓舞，远期效果仍需进一步观察。尤其是职业运动员的交叉韧带损伤，LARS人工韧带是比较安全的移植材料。 结论：虽然目前人工韧带还存在不足之处，不能完全代替交叉韧带，但是人工韧带为前、后交叉韧带重建的确提供了一种选择，是交叉韧带重建进展史中重要的一步。 关键词：交叉韧带；运动员；修复；人工韧带；生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.12.031     

不同生物材料修复跟腱损伤的应用

背景：构建组织工程化肌腱的关键是寻找适于肌腱细胞黏附、生长及功能分化的支架材料。 目的：评价不同生物材料在跟腱损伤修复中的效果。 方法：以“生物材料,跟腱,修复” 为关键词在万方数据库中检索1985-01/2011-01关于生物材料治疗跟腱缺损的文章。 结果与结论：陈旧性跟腱断裂难以自行愈合及修复,易遗留疼痛及功能障碍。长期以来,不少学者对跟腱缺损的治疗进行了较多的研究,从自体肌腱移植、同种异体肌腱移植到人工肌腱移植、组织工程肌腱移植等,实践证明这些方法手段都存在一定的优点和缺点。虽然肌腱组织工程中支架材料的研究与应用已经取得了一些成功,但是目前应用的材料或存在生物相容性问题、降解性问题或存在力学性能差、难加工成型等缺陷,与理想的支架材料还存在很大差距。     

组织工程化肌腱修复运动训练致肌腱组织缺损：细胞材料及其过程中的相关研究

背景：传统的肌腱修复方法主要采用自体肌腱移植和自体肌腱转移方法修复，但这两种方法因供区有限及新增的创伤制约，发展受到很大限制。 目的：总结肌腱组织缺损修复中的种子细胞、支架及生物反应器中的生物力学刺激相关研究，为训练、竞赛中肌腱损伤的防治提供理论依据。 方法：以“运动训练，肌腱组织，修复”为检索词，检索维普数据库2004-01/2009-10相关研究。纳入与运动训练所造成的肌腱组织损伤的研究；排除重复研究或Meta分析类文章。 结果与结论：目前组织工程化肌腱的研究已经取得了显著的成果，但要真正应用于临床，大批量生产，仍存在一些问题。种子细胞的来源不能仅限于自体肌腱细胞，对皮肤成纤维细胞及肌腱细胞进行比较，通过基因芯片等方法，了解二者的区别，对成纤维细胞进行基因改造，以此解决组织工程肌腱的种子细胞来源问题。肌腱再生过程中正常的力学刺激对新生肌腱的塑形至关重要，这种刺激才可能诱导新生胶原纤维并取向排列。进而提高新生肌腱的力学强度，保证早期功能锻炼的实施，有效减少肌腱黏连。使肌腱的修复过程步入一个良性循环寻找理想的支架。所以，教练员、运动员在运动训练、竞赛中，应该遵守训练学原则，进行科学训练，尽量避免肌腱组织缺损。尽管肌腱组织工程发展得很好，但它还会给身心一些不良影响。 关键词：运动训练；肌腱组织；修复；生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.16.031     

组织工程人工骨材料修复长骨节段性缺损的现状与展望*★

背景：骨移植、人工替代物置换、骨延长等长骨节段性缺损修复方法虽已在临床上应用，但均有各自的局限性。 目的：就目前骨缺损的治疗加以回顾总结，并对长骨大段性缺损的修复方式作展望性分析。 方法：由第一作者检索PubMed数据库、中文生物医学文献期刊数据库2000-01/2010-12有关长骨大段性缺损修复的文章。英文关键词为“bone defect, bone tissue engineering，artificial bone，bone transplantation，therapy”，中文关键词为“骨缺损，骨组织工程，人工骨，骨移植，治疗”。排除标准陈旧性文章及重复性研究。 结果与结论：保留33篇文献进行文献证据提取。长骨节段性缺损的治疗包括自体骨移植、异体骨移植、骨延长、人工骨替代移植等，以组织工程人工骨的研究、利用为热点和主要发展方向，但以基础性研究和动物实验为多，少见于临床应用。组织工程人工骨在应用于临床长骨缺损治疗之前，尚存诸多问题急需解决，但仍为最有开发前景的骨缺损修复材料。     

组织工程化肌腱在肌腱修复过程中的作用

摘要 目的：综述肌腱组织工程在肌腱修复过程中的应用进展。 方法：应用计算机检索1993-01/2009-10 PubMed数据库及维普数据库有关肌腱组织工程研究进展、肌腱支架材料生物力学分析、生物材料在肌腱组织工程中应用及组织工程技术在修复肌腱缺损临床应用方面的相关文献,英文检索词为“tendon transplantation,tissue engineering,biologicalmaterial,cell stent”,中文检索词为“肌腱移植,组织工程,生物材料,细胞支架”。检索文献量总计132篇。 结果：目前组织工程化肌腱的研究已经取得了显著的成果,但要真正应用于临床,大批量生产,仍存在一些问题。诸如最适的种子细胞来源、理想的支架材料、最佳的培养条件以及植入体内的检测方法等,在组织工程真正成为一种治疗肌腱缺损和功能重建的选择之前,这些问题都是有待进一步研究和解决的。 结论：要真正实现体外预制有生命的种植体完全替代人体组织、器官功能,尚面临着许多挑战。 关键词：肌腱组织工程;生物材料;细胞支架;修复;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.03.042     

应用组织工程化肌腱修复跟腱缺损

背景: 间质干细胞或间质祖细胞的非造血细胞可在体内或体外分化为骨、软骨、肌肉、肌腱、脂肪及骨髓基质，这使得它们成为组织工程领域内非常有价值的种子细胞来源。 目的：以骨髓间充质干细胞为种子细胞，以Ⅰ型胶原-聚羟基乙酸为支架构建组织工程化肌腱，观察其修复跟腱缺损的效果。 设计、时间及地点：随机对照动物实验，于2003年在中南大学湘雅医学院进行。 材料：1.5~2.5 kg健康成年家兔由中南大学湘雅医学院动物学部提供，雌雄不限。聚羟基乙酸由威高集团康利达医用制品有限公司提供。SD大鼠由中南大学实验动物学部提供。 方法：提取家兔骨髓，通过离心和贴壁法培养获取骨髓间充质干细胞，将骨髓间充质干细胞进行分离、扩增。抽取SD大鼠尾腱，制备鼠尾Ⅰ型胶原溶液，并与聚羟基乙酸缝线混合培养构建胶原-聚羟基乙酸支架。将未经体外诱导的骨髓间充质干细胞接种于胶 原-聚羟基乙酸支架中构建组织工程化兔肌腱模型，以不加入细胞的为对照。切开30只家兔踝部皮肤，分离出兔跟腱，造成3 cm长缺损，实验组15只以自体骨髓间充质干细胞预制的组织工程化肌腱移植于缺损处，对照组15只以Ⅰ型胶原-聚羟基乙酸支架修复跟腱缺损。 主要观察指标：组织工程化肌腱修复兔跟腱缺损的效果。 结果：含自体骨髓间充质干细胞的Ⅰ型胶原-聚羟基乙酸支架及不含自体骨髓间充质干细胞的Ⅰ型胶原-聚羟基乙酸支架回植于体内时大体观察呈条形凝胶状。回植于体内4周后实验组和对照组均可见移植处形成条索状组织，聚羟基乙酸缝线已降解。8周时观察可见实验组组织工程化肌腱与受体肌腱组织完好连接，呈条索状，与周围其他组织无粘连，为白色、有光泽的致密腱样组织，对照组所形成的组织较实验组细小、与周围组织有粘连。 结论：以骨髓间充质干细胞为种子细胞，以Ⅰ型胶原-聚羟基乙酸为支架构建的组织工程化肌腱可明显促进肌腱损伤的修复。     

人工肌腱材料与运动性肌腱损伤的修复

摘要 背景：运动或疾病导致肌腱损伤，若未予以及时修复常会导致肢体功能障碍，植入人工肌腱后，可形成类似生物腱的组织。 目的：分析运动导致肌腱损伤的原理，以及人工肌腱在运动导致的肌腱损伤的应用价值。 方法：作者检索1990/2010 PubMed数据库及中国知网数据库检索与人工肌腱在运动导致的肌腱损伤的应用的相关研究。 结果与结论：过度运动可导致肌腱断裂损伤，人工肌腱由细胞、生长因子及可降解生物材料构成，在植入人体后，能恢复患者肌腱原有的生物学特性，部分人工肌腱甚至可以增殖和合成胶原。随人工肌腱支架材料的降解，患者体内将逐渐形成在功能和形态上与正常肌腱相似的新生肌腱组织。且随组织工程学的发展，将出现更多应用于运动导致的肌腱损伤、断裂等疾病治疗的新型人工肌腱。 关键词：运动损伤；肌腱损伤；人工肌腱；生物材料；组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.041     

自体与同种异体肌腱重建膝关节前交叉韧带的比较*

背景：关节镜辅助下重建前交叉韧带的移植物主要有自体移植物、同种异体移植物和人工韧带3种,关于移植物的选择,存在较多争议。 目的：评估自体健侧腘绳肌腱和同种异体肌腱两种移植物在膝关节前交叉韧带重建中的效果。 方法：纳入2007-01/2009-01在承德医学院附属医院骨科就诊的经关节镜检查证实为前交叉韧带损伤的患者70例(70膝),分别采用自体健侧腘绳肌腱和同种异体肌腱重建前交叉韧带,记录膝关节Lysholm功能评分、KT-1000测量值及不良反应。 结果与结论：患者随访18~24个月,均未发生血管神经损伤,无感染、植入物断裂等并发症;同种异体肌腱移植患者有2例膝关节引流管口持续渗出,经换药半月后愈合,其余切口均一期愈合。末次随访时,自体健侧腘绳肌腱和同种异体肌腱重建患者的Lysholm评分均显著提高,双侧膝关节前向松弛度差值显著减少,且两种方法比较差异无显著性意义(P > 0.05)。说明应用自体健侧腘绳肌腱与同种异体肌腱重建膝关节前交叉韧带疗效相当,效果满意。     

Active Achilles tendon kinesitherapy accelerates Achilles tendon repair by promoting neurite regeneration

Active Achilles tendon kinesitherapy facilitates the functional recovery of a ruptured Achilles tendon. However, protein expression during the healing process remains a controversial issue. New Zealand rabbits, aged 14 weeks, underwent tenotomy followed immediately by Achilles tendon microsurgery to repair the Achilles tendon rupture. The tendon was then immobilized or subjected to postoperative early motion treatment (kinesitherapy). Mass spectrography results showed that after 14 days of motion treatment, 18 protein spots were differentially expressed, among which, 12 were up-regulated, consisting of gelsolin isoform b and neurite growth-related protein collapsing response mediator protein 2. Western blot analysis showed that gelsolin isoform b was up-regulated at days 7-21 of motion treatment. These findings suggest that active Achilles tendon kinesitherapy promotes the neurite regeneration of a ruptured Achilles tendon and gelsolin isoform b can be used as a biomarker for Achilles tendon healing after kinesitherapy.