组织工程肌腱材料修复肌腱损伤

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.⑨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 terndon"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牛物材料、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.     

组织工程化肌腱在肌腱修复过程中的作用

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.     

CRTER杂志“软组织工程”栏目关于“组织工程肌腱”研究的组稿内容

○组织工程肌腱修复运动训练致肌腱缺损○蚕丝组织工程肌腱修复的肌腱损伤的研究○肌腱组织工程三维支架材料性能研究○肌腱组织工程材料的力学特性     

应用组织工程化肌腱修复兔跟腱缺损

目的:由于肌腱来源受限及人工代用品力学性能差等缺点限制了临床肌腱损伤的修复,为此探索组织工程化肌腱修复兔跟腱缺损的可行性,以期为肌腱修复提供实验依据。方法:实验于2000-08/2001-12在第一军医大学中心实验室完成。30只新西兰白兔分为2组:人发角蛋白(HHK)组:用HHK材料修复兔跟腱缺损;组织工程化肌腱组:骨髓间充质干细胞(MSCs)与HHK在模拟微重力条件下形成细胞-材料复合体,修复兔跟腱缺损。采用组织学和免疫组织化学方法观察术后3,6和12周损伤肌腱的修复情况。利用分子生物学手段检测新生肌腱Ⅰ型胶原mRNA表达。结果:扫描电镜下可见MSCs-HHK组织工程化肌腱上有大量梭形的MSCs贴附生长,细胞平行排列,细胞间有突起相连。与HHK组相比,组织工程化肌腱组新生肌腱组织Ⅰ型胶原mRNA呈较高表达,腱细胞增生活跃,胶原纤维更为成熟。结论:在模拟微重力条件下以MSCs为种子细胞,HHK为支架材料构建的组织工程化肌腱能够有效地修复兔跟腱缺损。     

骨形态发生蛋白12诱导骨髓间充质干细胞构建组织工程肌腱★

背景：以往肌腱损伤的修复方法有端端吻合、自体肌腱移植、同种异体肌腱或人工肌腱移植等，但均有其各自缺点。目的：探讨以家兔骨髓间充质干细胞为种子细胞，骨形态发生蛋白12诱导，聚羟基乙酸复合材料作为支架材料，预构组织工程化肌腱重建家兔跟腱缺损的可能性。方法：家兔抽取股骨近端骨髓，分离所得细胞传代至第2代，加入10μg/L 骨形态发生蛋白12诱导分化，并与Ⅰ型胶原溶液按一定比例移植于预张的聚羟基乙酸缝线上预制组织工程化肌腱备用。将家兔制备成跟腱缺损模型，分别采用不同方法修复跟腱缺损：组织工程化肌腱修复，Ⅰ型胶原-聚羟基乙酸缝线修复，丝线行端端修复。修复12周对各组肌腱行形态学、力学及组织病理学观察。结果与结论：修复12周家兔肌腱组织病理切片：组织工程化肌腱组可见大量梭形纤维母细胞顺应力学方向排列均匀分布于胶原中，纤维细胞明显增多，胶原致密；Ⅰ型胶原-聚羟基乙酸缝线组可见部分纤维组织增生伴少许肉芽组织形成，胶原纤维呈松散网丝状，细胞排列紊乱分布不均；丝线组可见纤维组织旁见大量肉芽组织形成。修复12周家兔肌腱生物力学强度：骨形态发生蛋白12+聚羟基乙酸重建肌腱的力学强度明显优于Ⅰ型胶原-聚羟基乙酸组，与丝线缝合组差异无显著性意义；但骨形态发生蛋白12+聚羟基乙酸重建肌腱的力学强度低于正常肌腱。提示以自体骨髓间充质干细胞作为种子细胞，骨形态发生蛋白12诱导，以聚羟基乙酸为支架，可望构建组织工程化肌腱。构建的组织工程肌腱具有一定的生物力学特性，能用于修复跟腱缺损。     

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.     

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3cm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型胶原一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.     

组织工程化肌腱在肌腱修复过程中的作用

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1993-01/2009-10PubMed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＂tendontransplantation,tissue engineering,biologicalmaterial,cellstent＂,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。     

细胞-支架复合物体内植入修复肌腱缺损的研究与应用

学术背景:肌腱损伤后传统的手术治疗虽然可以减轻患者的痛苦,但其功能重建结果往往不令人乐观。随着组织工程化肌腱的发展,利用组织工程技术修复肌腱缺损已成为一种新的治疗手段。目的:对种子细胞、支架材料、工程化肌腱的构建以及动物实验的方法和检测等研究进展进行综述。检索策略:由作者应用计算机检索Medline,EBSCO以及google scholar引擎中1990-02/2007-05关于组织工程化肌腱的文献,检索词"tissue engineering,engineered tissue,tissue-engineered tendon,scaffold,implantation in vivo,seed cells",检索词被分别组合进行检索,限定文献语言种类为"English"。同时计算机检索维普数据库1990-02/2007-05关于细胞和支架材料的文献,检索词"组织工程,工程化组织,种子细胞,支架,体内植入,组织工程化肌腱",限定文献语言种类为中文。纳入标准:重点选取与构建组织工程化肌腱以及体内植入修复肌腱缺损相关的基础与临床研究。排除标准:关于配子、胚胎和组织工程化骨、血管等的文章。文献评价:①文献来源有RCT,循证医学系统综述、汇总分析、个例报道、经验交流。②共检索到214篇关于细胞和支架材料以及体内植入的文献,其中与本实验关系密切的文献14篇,间接相关45篇,最终纳入35篇符合标准的文献。资料综合:目前运用于组织工程化肌腱的种子细胞主要有间充质干细胞、胚胎干细胞和成纤维细胞,多用聚乳酸、聚羟基乙酸及二者的共聚物作为支架材料。在复合物的培养方面,提出细胞-支架材料复合物体外构建过程中引入动态的机械力牵拉,可使修复后的肌腱具有更好的生物力学强度。组织工程肌腱植入体内后的检测方法除大体观察和组织学检测外,其力学性能检测也是必要的,且分子生物学检测技术也越来越多的应用于研究中。结论:组织工程化肌腱可以成为一种较好修复临床肌腱损伤的方法,但需要探索最适的种子细胞、支架材料、培养条件以及植入体内后的检测方法。     

人工生物材料在肌腱损伤中的应用

目的:着重讨论组织工程在肌腱损伤中的临床应用.方法:应用计算机检索Medline数据库、中国期刊全文数据库1974/2009相关文献,检索词为"生物材料,肌腱愈合机制,预防粘连,Biological material,Sinew mechanism heals",并手工查阅相关书籍.结果:国内外学者不断探索如何在肌腱修复过程中通过内外源性生长因子调控细胞增殖、分化以及基质合成,促进肌腱修复并减少肌腱粘连和生物力学强度的衰减.肌腱缺损的治疗主要有自体肌腱移植、异体肌腱移植、人工肌腱移植、组织工程化肌腱植入,虽各有优缺点,但目前的研究热点是人工生物材料肌腱,且已应用于临床.当然,还有许多问题需要解决:包括肌腱组织工程种子细胞的来源,同种异体肌腱细胞的免疫学反应,特殊力学强度和降解性能支架材料的制备和筛选,细胞与支架材料之间相互作用关系及细胞-材料复合体与周围组织相互关系的问题等.随着人们对肌腱修复愈合理论认识的深入,防止肌腱粘连的药物也从用单一的药物或生物材料发展到药物与屏障材料结合的复合式药膜,加之中药以及分子生物学产品的发展,使它们不但抑制了外源性愈合,还促进了内源性愈合.防治方法也由简单的手术处理发展到全程的立体综合治疗,以期望达到理想的最佳效果.结论:尽管肌腱修复的生物材料研究在某些方面取得了一些突破性进展,但在很多方面仍需进一步实验探讨.     

肌腱移植材料与组织工程化肌腱移植技术

目的:就近年来国内外肌腱移植材料的研究进展,对组织工程化肌腱移植技术取得的成果进行总结。资料来源:应用计算机检索Medline1980-01/2005-01相关肌腱移植材料与组织工程化肌腱移植技术的文献,检索词“tendon transplant,tissue engineer,progress”,并限定文献语言种类为English。同时计算机检索CBM1990-01/2005-01相关肌腱移植材料与组织工程化肌腱移植技术方面的文献,检索词为“肌腱移植,组织工程,综述文献”,并限定语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,选取包括肌腱移植材料与组织工程化肌腱移植技术的文献,开始查找全文。纳入标准:①肌腱移植材料。②组织工程化肌腱移植技术。排除标准:综述文献,重复研究,Meta分析类文章。资料提炼:共收集到45篇关于肌腱移植材料与组织工程化肌腱移植技术的文献,纳入30篇符合标准的文献。资料综合:用于肌腱移植的材料主要有以下几类:自体肌腱、同种异体肌腱、人工肌腱和组织工程化肌腱。近年来在异体肌腱移植方面取得了较成熟的经验。20世纪80年代后期组织工程技术的建立和发展,为肌腱组织缺损的修复又提供了一条新的思路和途径。组织工程化肌腱的研究目的是将体外预制的肌腱回植入体内的肌腱缺损处以恢复关节的功能。目前,研究者正致力于研究同时集两类生物材料优点的细胞支架,与肌腱细胞联合体外培养,使之可以成为一种永久性的有生命活性的组织工程化肌腱。结论:肌腱移植的材料主要有自体肌腱、同种异体肌腱、人工肌腱和组织工程化肌腱等。种子细胞、细胞外基质材料应用的深入研究必将推动组织工程化肌腱移植技术的进一步发展。     

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.     

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 biocompatlble 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.     

Stem cells for tendon tissue engineering and regeneration

Importance of the field: Tendon injuries are common especially in sports activities, but tendon is a unique connective tissue with poor self-repair capability. With advances in stem cell biology, tissue engineering is becoming increasingly powerful for tissue regeneration. Stem cells with capacity of multipotency and self-renewal are an ideal cell source for tissue engineering.

Areas covered in this review: This review focus on discussing the potential strategies including inductive growth factors, bio-scaffolds, mechanical stimulation, genetic modification and co-culture techniques to direct tendon-lineage differentiation of stem cells for complete tendon regeneration. Attempting to use embryonic stem cells as seed cells for tendon tissue engineering have achieved encouraging results. The combination of chemical and physical signals in stem cell microenvironment could be regulated to induce differentiation of the embryonic stem cells into tendon.

What the reader will gain: We summarize fundamental questions, as well as future directions in tendon biology and tissue engineering.

Take home message: Multifaceted technologies are increasingly required to control stem cell differentiation, to develop novel stem cell-based therapy, and, ultimately, to achieve more effective repair or regeneration of injured tendons.     

组织工程技术及其材料在防治运动损伤导致肌腱粘连中的应用

背景:研究证实活体肌腱的愈合是内源性愈合和外源性愈合共同作用的结果,而外源性愈合又是肌腱发生粘连的主要原因,影响肌腱功能恢复.目的:探讨组织工程技术及其材料在防治运动损伤导致肌腱粘连中的应用.方法:以"运动损伤、生物材料、组织工程、肌腱粘连"为检索词,在中国期刊全文数据库(1990-01/2000-12)查阅发表的关于肌腱生物力学性能、可吸收生物材料聚羟基乙酸、肌腱细胞在体外构建组织工程化肌腱、生物膜、几丁糖、可吸收性防粘连膜、透明质酸钠、生物蛋白胶等生物材料预防肌腱粘连的随机动物对照实验和临床应用的文献,通过对文献资料的综合分析以及随访和功能评价,对组织工程预防肌腱粘连的临床应用进行全面总结.结果与结论:初检得到61篇文献,阅读标题和摘要进行初筛,排除因研究目的与此文无关的31篇,内容重复性的研究9篇,共保留21篇文献进行分析.肌腱粘连是指肌腱损伤修复过程中周围组织的增生和侵入,随着人们对肌腱修复愈合理论认识的深入,防止肌腱粘连的组织工程应用越来越多.肌腱愈合由内、外源愈合共同作用.以内源性愈合方式为主,同时又与腱鞘、腱纽及滑液等条件有密切联系;肌腱粘连多是由于外源性愈合参与过多及腱周损坏所致.组织工程是一种新技术,在其实施过程中广泛应用其新的生物材料,解决肌腱损伤和软骨坏死等问题,目的在于使组织重建,能够达到防粘连的临床效果.     

股前外侧皮瓣带血管化的阔筋膜在跟腱及软组织缺损中的应用

目的探讨股前外侧皮瓣带血管化的阔筋膜修复跟腱及软组织缺损的临床效果。 方法自2012年10月至2014年12月,采用股前外侧皮瓣带血管化的阔筋膜治疗跟腱及软组织缺损11例。皮肤缺损4 cm×6 cm~9 cm×13 cm,跟腱损伤部分缺损或全部缺损,病例的缺损长度2~5 cm。根据创面大小及跟腱损伤或缺损的程度,切取相应大小的股前外侧皮瓣及阔筋膜,设计跟腱缺损区处于穿支血管蒂部,修复跟腱缺损。患足跖屈位术后石膏固定6周。供区行中厚皮片移植修复。 结果11例皮瓣全部成活。2例皮瓣边缘少许坏死,部分指肪液化,换药后愈合。部分植皮的供区植皮完全成活。随访6~12个月,跟腱张力恢复,踝部跖屈背伸功能正常。 结论股前外侧皮瓣带血管化的阔筋膜修复跟腱及软组织缺损效果良好。