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     

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     

不同支架材料构建组织工程化肌腱在运动性损伤的应用

目的：评价不同支架材料构建组织工程化肌腱的组织相容性存在问题和应用前景。 方法：以 “支架材料，组织工程，肌腱，组织相容性”为中文关键词；以“support material；tissue engineering muscle tendon, tissue consistence” 为英文关键词，采用计算机检索1994-01/2010-03相关文章。纳入与有关生物材料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32篇文献为主重点进行了讨论不同支架材料构建组织工程化肌腱的组织相容性存在问题和应用前景。 结果：体外构建组织工程肌健时肌健细胞合成胶原能力最强，在现有条件下是体外构建组织工程肌腱的最佳种子细胞。而在材料方面，壳聚糖/聚乳酸羟基乙酸乳化膜是一种较理想的组织工程肌腱材料。应用组织工程技术在体外可以构建肌腱组织，施加周期性的应力可能更有利于肌腱组织的形成。 结论：目前对于肌腱的组织工程研究主要集中在两方面，一是肌腱细胞的来源，二是生物支架材料的研究。目前的研究方向是以多种材料结合，并采用多种编织方法，使支架材料在具有良好生物相容性的同时，还能控制其降解速度，在支架降解的同时肌腱细胞增殖分化，并逐渐具有预想的生物力学性能，最终形成肌腱组织。     

人工肌腱材料在手外科中的应用

目的：对人工肌腱材料的分类、性质及其在手外科中的应用和并发症的处理进行归纳总结。 方法：第一作者应用计算机检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm),在标题和摘要中以“人工肌腱,手外科,细胞支架”或“artificial tendon,hand surgery,cytoskeleton”为检索词进行检索。选择文章与检索关键词材料学特点、生物相容性及其应用效果相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。共纳入15篇文献。 结果：组织工程细胞支架材料是组织工程研究中的一个重点及难点。没有合适的支架,种子细胞就会流失死亡。组织工程支架材料应具有良好的生物相容性、生物降解性、三维立体结构及可塑性与相当的力学强度外,还要具有良好的表面活性,以利于种子细胞的黏附,并为细胞在其表面生长繁殖、分泌基质提供良好的微环境。人工肌腱成为有生命的新型肌腱缺损替代物,被机体同化成为机体的一部分,参与机体的更新。组织工程化肌腱的基础研究和临床应用已显出诱人的前景。 结论：肌腱组织工程对支架材料的要求很高,复合材料的开发研究将继续成为今后研究的热点,在材料制备工艺、设计及性能优化组合方面将有待于进一步研究。 关键词：人工肌腱;手外科;肌腱细胞;细胞支架;生物复合材料     

运动性半月板损伤及组织工程半月板的应用

背景：半月板损伤是常见的膝关节运动损伤之一,常伴有关节软骨的损伤,其原因是膝关节内环境的紊乱。 目的：评价组织工程半月板在半月板构建中的生物支架材料的性能,以寻求合理的半月板替代物。 方法：以“组织工程;半月板修复;生物材料支架;运动性半月板损伤”为中文关键词,以“tissue engineering, the meniscus repair,biological material scaffold; athletic meniscal injury”为英文关键词,应用计算机检索维普数据库(1994-01/2009-12)和Pubmed数据库(1994-01/2009-12),纳入30篇运动性半月板损伤和组织工程半月板相关的文献。对半月板组织的特征、半月板组织工程种子细胞的来源、组织工程半月板支架材料生物相容性和可降解性以及细胞因子在组织工程半月板构建过程中的作用进行综合评价。 结果与结论：与传统半月板修复相比,组织工程化半月板具有无抗原性,来源不受限制,可按预先设计塑型,具有生命力等许多优点。但是组织工程化半月板仍有许多问题有待研究和解决,如何模拟体内环境,在体外成功构建半月板组织,如何提高支架材料的应用性,研制具有与正常人体半月板组织相接近的力学性能的支架材料是一个半月板修复的关键性问题。     

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     

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     

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.     

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。     

肌腱的生物学特性及缺损后修复材料的性能评价

目的：探讨肌腱的生物学特性及肌腱缺损修复材料的性能。 方法：用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI：1985/2009)和Medline database(1985/2009)，纳入主题内容与肌腱生物学特性和肌腱缺损修复材料联系紧密的文章；排除Meta分析、与主题无关的文章及重复性研究。对文献进行筛选、资料收集和质量评价，共纳入29篇文章，其中中文文献16篇，英文文献13篇。从肌腱的生物学特性及肌腱缺损修复材料的性能进行总结。 结果：肌腱的营养主要由肌腱当中的血管通过血液供给，肌腱在重复性载荷下会发生疲劳，但和其他工程材料不同之处在于肌腱具有自我修复能力；肌腱的生物力学特性与胶原纤维密切相关，应力应变曲线与胶原纤维基本相同，表现出明显的黏弹性体特性——滞后、蠕变和应力松弛。当前对肌腱缺损的修复材料主要有自体肌腱、同种异体肌腱、异种肌腱、人工肌腱替代物及组织工程化人工肌腱。 结论：虽然肌腱缺损的修复材料较多，但是均具有其优缺点，目前仍未找到一种最理想的修复方法。目前对肌健的研究已进入分子水平，相信在不久的将来，组织工程和基因工程将制造出理想的肌腱替代品。 关键词：修复材料；肌腱；生物学；生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.03.035     

组织工程肌腱细胞研究模型的构建：SD大鼠尾腱细胞可行吗？

背景：目前常用的动物肌腱研究模型(比如兔,罗曼鸡等)的培养方法存在周期长,细胞获取量少等不足,往往成为制约肌腱组织工程实验研究进程的瓶颈。 目的：希望建立SD大鼠鼠尾肌腱细胞培养流程,以期用较短时间获取大量种子细胞,为更高的工程化肌腱构造研究创造模型构建条件。 设计、时间及地点：对比观察,于2006-02/11在四川大学生物治疗国家重点实验室干细胞与组织工程研究室完成。 材料：7~10 d SD大鼠2只用于获取鼠尾腱细胞;第4代人包皮成纤维细胞由四川大学华西医院干细胞与组织工程研究室提供。 方法：选用SD乳鼠,无菌条件下抽取尾腱,体积分数为10%的小牛血清+DF培养基悬浮组织块培养法获得鼠尾肌腱原代细胞,将第3代细胞与人包皮成纤维细胞为对照,行Ⅰ,Ⅲ型胶原免疫细胞化学染色,染色结果用image-pro plus 5.02行吸光度测量,并做统计分析。 主要观察指标：SD大鼠尾腱细胞免疫细胞化学染色结果及染色吸光度测量结果。 结果：第2代SD大鼠尾腱细胞Ⅰ型胶原染色呈阳性,Ⅲ型胶原染色呈阴性;人成纤维细胞Ⅰ、Ⅲ型胶原免疫组织化学皆呈阳性。尾腱细胞和人成纤维细胞Ⅰ型胶原表达吸光度值均明显高于Ⅲ型胶原(P < 0.05)。两种细胞Ⅲ型胶原表达吸光度值与空白对照之间差异无显著性意义 (P > 0.05)。 结论：SD乳鼠尾腱源细胞符合肌腱细胞的生物学特性。采用组织块悬浮培养可以在短期内大量获取原代或传代尾腱细胞。     

跟腱愈合过程中的力学生物学*☆

跟腱断裂修复后采用传统的重力垂足位长腿石膏固定,势必使跟腱处于无张力甚至是“失用性”的负性平衡体系下愈合,这种状态可能会抑制跟腱愈合过程中感应“主动”机械信号刺激的关键时机,在此过程中给予的超声波、振动等治疗,也只能使跟腱“被动、间歇”地接受机械刺激。如果在术后采用早期功能锻炼的运动疗法,可以提高跟腱在组织修复过程中功能维持及再塑形的能力,有助于跟腱生物力学特性的恢复。蛋白质组学技术便于从高通量的分子水平揭示运动疗法促进跟腱愈合的机制。