复合骨髓间充质干细胞的生物型异种韧带移植修复损伤前交叉韧带

背景：异种韧带易于获得,具有韧带支架结构,有利于组织长入和爬行替代,经处理可完全消除抗原性,不引起免疫排斥反应,具有良好生长支架功能 。 目的：探索生物型异种韧带替代同种异体韧带移植重建山羊前交叉韧带损伤的可行性。 方法：将24只健康山羊随机等分成A,B,C三组,取羊的左膝关节,制作成前交叉韧带断裂缺失模型,建立胫骨、股骨端骨隧道后,A,B,C组分别植入复合骨髓间充质干细胞的生物型异种韧带、生物型异种韧带和同种异体韧带。 结果与结论：复合骨髓间充质干细胞的生物型异种韧带植入山羊体内后,无明显排斥反应,具有良好的组织相容性,植入韧带作为功能性支架重建前交叉韧带,在动物膝关节内环境的诱导下,使自体新生组织长入并替代支架,形成自体新生韧带,骨腱部愈合良好,但其与同种异体韧带重建前交叉韧带在组织学、免疫反应、生物力学方面差异无显著性意义,而植入复合骨髓间充质干细胞的生物型异种韧带山羊宿主自体组织可以长入并建立微循环。提示复合骨髓间充质干细胞的生物型异种韧带可加速微循环建立,促进韧带生长,尤其对韧带再血管化作用显著,但对韧带生物力学无明显影响。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

组织工程化韧带在前交叉韧带运动损伤修复中的作用

背景：交叉韧带是膝关节内的核心性稳定结构,具有制导膝关节生理活动并限制非生理性活动的功能,其中前交叉韧带的作用更为重要,其损伤的治疗已成为目前运动医学研究的热点。 目的：探讨前交叉韧带生理功能、损伤机制,综述其修复过程中组织工程化材料的研究成果。 方法：应用计算机检索1990-01/2011-02 PubMed数据库及维普数据库有关前交叉韧带组织工程研究进展、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“anterior cruciate ligament,biological materials,damage,treatment”,中文检索词“前交叉韧带,生物材料,损伤,治疗”,检索文献量总计102篇。 结果与结论：前交叉韧带损伤后组织工程化康复措施得到了较快发展,从材料的选择来看,单一移植材料难免会存在诸多不足,不利于韧带的康复,复合材料可以结合不同材料的特性对韧带组织工程化材料进行配置,可以弥补单一材料的生物相容性、降解速度、生物力学性能、材料的韧性等不足,另外,对组织工程化材料进行功能结构加工也是尤为重要,这样可以更大程度的为细胞提供吸附、成长和分化的良好环境。同时,基因技术的进步以及各种新型材料的研制,必将在更大程度上满足前交叉韧带康复的需要。     

前交叉韧带重建修复运动性膝关节损伤:临床现状与未来

背景:膝关节交叉韧带损伤后自愈能力较差,治疗上以移植物植入重建交叉韧带为主。目的:总结膝关节前交叉韧带的功能、结构,力学特点,及其缺损后人工韧带重建研究的进展,为人工韧带的临床应用提供依据。方法:作者应用计算机检索数据库,检索关键词"人工合成材料;膝交叉韧带,韧带修复,运动,韧带重建。选择的文献内容与材料学特点、生物相容性及其膝关节韧带损伤相关领域的文章,共引用25篇文献,重点讨论重建膝关节交叉韧带的性能,及其生物材料的种类。结果与结论:前交叉韧带重建作为治疗前交叉韧带损伤的有效治疗手段,近年来发展快速。目前国内外修复前交叉韧带损伤可供选择的移植物有自体组织替代物、同种异体韧带、生物组织工程韧带以及人工韧带等。人工合成材料与组织工程韧带近几年研究较多,生物型人工韧带对膝关节韧带损伤的修复取得了很好的效果。分子生物学技术以及基因学和细胞学在韧带中的运用,为未来膝关节韧带损伤的康复及治疗提供新的研究方向。     

滑膜间充质干细胞修复膝关节软骨损伤的应用与进展

背景：膝关节软骨损伤后很难愈合,是临床上亟需解决的重要课题。目的：总结滑膜间充质干细胞在膝关节软骨损伤治疗上的优越性。方法：用英文主题词“Knee Joint, Cartilage, Synovial Membrane, Tissues, Injuries, Repair”在PubMed数据库中检索2005年8月至2015年8月文献总共625篇。采纳并分析滑膜间充质干细胞治疗膝关节软骨损伤文献48篇。排除其他非滑膜间充质干细胞及非膝关节软骨损伤治疗的相关文章,保留35篇文章进行综述。结果与结论：应用滑膜间充质干细胞治疗膝关节软骨损伤,能够获得更加理想的治疗效果,损伤组织本身固有的间充质干细胞是修复损伤组织的最佳种子细胞。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

组织工程化前交叉韧带在运动损伤修复中应用

背景：运动员前交叉韧带的损伤极难彻底恢复,降低运动寿命。 目的：总结组织工程化前交叉韧带在运动损伤修复中的研究现状和最新进展。 方法：采用计算机检索维普数据库和PubMed数据库1994-01/2010-12相关文章,纳入28篇与运动性前交叉韧带损伤及组织工程韧带相关的文章,重点对组织工程前交叉韧带重建的研究进展、前交叉韧带种子细胞的来源、细胞因子在前交叉韧带重建中的应用及组织工程前交叉韧带附丽的基础研究4个方面进行探讨。 结果与结论：运动中前交叉韧带损伤后自体愈合能力极差,对于运动员伤后痊愈造成极大困难。组织工程前交叉韧带近些年来飞速发展,具有良好的应用和发展前景。但在实际应用过程中,组织工程化种子细胞的选择、支架材料的构建和组织工程前交叉韧带附丽的基础研究三者有机相互融合,并合理应用生长因子,才能在临床上起到最佳治疗效果,最终达到修复和重建前交叉韧带的目的。     

膝关节后交叉韧带损伤的修复与重建

背景：膝关节后交叉韧带是维持膝关节稳定性的重要结构之一,损伤后引起膝关节稳定性下降,从而影响膝关节功能,严重可致膝关节病废。 目的：就膝关节后交叉韧带损伤的最新治疗进展进行讨论,旨在对膝关节后交叉韧带损伤的治疗有一个更好的理解。 方法：应用计算机检索万方数据库、中国知网和PubMed最近20年有关膝关节后交叉韧带损伤方面的文献,中文检索词为“后交叉韧带、韧带重建、损伤”,英文检索词为“Posterior cruciate ligament;ligament reconstruction;Injury”。 结果与结论：目前后交叉韧带重建的效果仍不如前交叉韧带的重建。后交叉韧带重建关键在于移植物的选择、骨道的定位、移植物植入张力及固定方法,与患者的依从性及术后康复锻炼也密切相关。目前的研究显示缺少有力的随机对照试验(RCT)来对比不同治疗方式的疗效。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

同种异体肌腱移植重建前交叉韧带的免疫排斥反应

背景：近年来同种异体肌腱移植逐渐用于治疗膝关节前交叉韧带损伤。 目的：综述膝关节前交叉韧带损伤的特点及其同种异体肌腱移植重建后的免疫排斥反应问题。 方法：应用计算机检索1990-01/2011-10 PubMed数据库及维普数据库相关文献。英文检索词“anterior cruciate ligament,allograft,anatomy,transplantation”,中文检索词“前交叉韧带,同种,肌腱,移植”。检索文献量总计164篇,最终纳入符合标准的文献34篇。 结果与结论：国内外学者对同种异体肌腱移植重建前交叉韧带进行了几十年的研究,已逐步了解了膝关节前交叉韧带的生物力学特性;通过冷冻处理法、细胞毒物质处理法解决了同种异体肌腱移植后的免疫排斥反应,使其既能降低异体肌腱的抗原性,又能保存肌腱细胞的活性,促使肌腱的内源性愈合,提高肌腱愈合速度与强度,减轻或避免肌腱粘连的发生,临床应用取得了很好的效果。     

人工韧带材料与膝关节韧带损伤

背景：目前临床重建膝关节交叉韧带使用的材料包括自体移植物、异体移植物和人工合成材料。自体和异体移植物重建交叉韧带依然是目前的主流选择,但均存在各自的缺点。 目的：探讨膝关节韧带损伤人工合成材料的优化选择策略。 方法：由作者采用电子检索的方式,在万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn/)及PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)中检索1988-01/2010-12有关人工韧带生物工程学设计及临床应用的研究文章,检索词为“人工韧带,材料,组织工程,重建”。经检索排除内容重复、Meta分析类文章后筛选纳入20篇文献进行评价。 结果与结论：目前组织工程人工韧带在某些方面取得了一定的进展,但在很多方面仍需进一步研究。种子细胞的选择支架材料的组织相容性和力学性质的统一,细胞和支架材料界面生物相容性的不确定性等是组织工程韧带的研究热点和趋势。随着研究的深入,组织工程人工韧带有望尽早得到临床使用。 关键词：人工韧带;膝关节;材料;组织相容性;组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.12.035     

关节软骨缺损的组织工程修复

背景：软骨组织工程主要由种子细胞、生物支架、生长因子3方面组成,如何完善软骨组织工程修复一直是科研工作者研究的重点。 目的：全面了解应用软骨组织工程修复软骨损伤的研究现状。 方法：计算机检索PubMed和CNKI数据库中2005/2010相关文献。以“Cartilage, tissue engineering, repair”或“关节软骨、组织工程、修复”为检索词进行检索。纳入与软骨组织工程密切相关的文献,排除重复性研究。 结果与结论：共检索到167篇文献,排除无关重复的文献,保留20篇文献进行综述。研究认为种子细胞是软骨组织工程最关键的方面,包括软骨细胞、骨髓间充质干细胞、胚胎干细胞和通过基因工程得到的种子细胞。目前应用最多、应用前景最好的是骨髓间充质干细胞。生物支架经历了一个漫长的过程,趋向于复合性和功能性的方向发展。各种生长因子在组织工程中必不可少。转化生长因子、胰岛素样生长因子、骨形态发生蛋白等在软骨修复中发挥了重要的功能。     

LARS韧带在前交叉韧带重建中的临床应用与关注热点

文题释义： LARS韧带：于1985 年由法国Dr.Laboureau 应用聚对苯二甲酸乙二醇酯材料模仿人体韧带的解剖结构和生物力学原理设计而成。近年来因其出色的生物相容性和力学特性,被较多的应用于膝关节前交叉韧带损伤后的重建。 前交叉韧带重建：前交叉韧带是维持膝关节稳定的重要结构,整个韧带的纤维束从股骨向胫骨近似扇形散开,内部纤维束以特定的排列方式从前向后分布。目前大多数学者主张将前交叉韧带分为2束,根据其在胫骨附着的相对位置分为前内侧束及后外侧束。由于膝关节前交叉韧带自身的解剖学特性,其完全断裂后无法自行修复,若不及时进行手术治疗往往造成半月板及关节软骨的损伤,因此如果诊断明确,应及早行前交叉韧带重建,用新的移植物替代损伤的前交叉韧带。 背景：虽然目前重建前交叉韧带的移植物选择包括自体移植物、同种异体移植物和人工合成移植物3种主要类型,但移植物的选择仍是当今的热门研究以及争议点的所在。 目的：综述LARS韧带在关节镜下前交叉韧带重建中的早期、中期以及长期临床疗效的国内外研究现状。 方法：应用计算机检索CNKI数据库、PubMed数据库的2019年4月前发表的相关文献,检索词为“LARS韧带,前交叉韧带,人工韧带,前交叉韧带重建,LARS ligament,anterior cruciate ligament,artificial ligament,anterior cruciate ligament reconstruction”。通过阅读文章标题和摘要进行初步筛选,排除与文章主题不相关的文献,根据纳入和排除标准最终纳入46篇文献进行综述。 结果与结论：①LARS韧带拥有出色的生物相容性和力学特性,它的独特结构使成纤维细胞包裹、穿透似生长,且韧带周围没有炎性反应,巨噬细胞少,由于长入的组织增加了韧带的黏弹性且减少了纤维间的摩擦,可有效防止碎屑引起的生物反应;LARS人工韧带弹性模量好,抗扭转、抗疲劳性强;②LARS韧带重建前交叉韧带具有快速康复、低失败率和低并发症等优点,表明LARS韧带适用于前交叉韧带重建。 ORCID: 0000-0001-7923-9839(陈伟) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

可降解聚氨酯构建组织工程前交叉韧带支架材料的可行性

背景：前交叉韧带是膝关节常见损伤部位,组织工程前交叉韧带研究在过去的10年内取得了长足的进展,但人们尚未找到理想的支架材料。 目的：探讨使用可降解聚氨酯材料构建组织工程交叉韧带支架的可行性。 方法：将可降解聚氨酯纤维丝编织的聚氨酯材料于含胎牛血清的DMEM培养基制备浸提液,分别以体积分数100%,50%,25%,12.5%的浸提液培养NIH3T3细胞,CCK-8实验检测聚氨酯材料浸提液的细胞毒性;然后将体外分离培养的兔前交叉韧带细胞和NIH3T3细胞分别种植在支架材料上进行立体培养,观察细胞在支架材料上的生长情况;使用电子拉力机测试支架材料的力学性能并分析。 结果与结论：构建组织工程交叉韧带支架的可降解聚氨酯材料没有细胞毒性;前交叉韧带和NIH3T3细胞贴附于该材料生长,生长状态良好;支架材料的杨氏模量,极限抗张强度和断裂伸长率分别为(41.2±2.1) MPa,(51.0±1.5) MPa和(600±60)%。提示聚氨酯支架材料具有良好的生物相容性和生物安全性。     

Anterior cruciate ligament regeneration using braided biodegradable scaffolds: in vitro optimization studies

The anterior cruciate ligament (ACL) is the most commonly injured intra-articular ligament of the knee, and limitations in existing reconstruction grafts have prompted an interest in tissue engineered solutions. Previously, we reported on a tissue-engineered ACL scaffold fabricated using a novel, three-dimensional braiding technology. A critical factor in determining cellular response to such a graft is material selection. The objective of this in vitro study was to optimize the braided scaffold, focusing on material composition and the identification of an appropriate polymer. The selection criteria are based on cellular response, construct degradation, and the associated mechanical properties. Three compositions of poly-alpha-hydroxyester fibers, namely polyglycolic acid (PGA), poly-L-lactic acid (PLLA), and polylactic-co-glycolic acid 82:18 (PLAGA) were examined. The effects of polymer composition on scaffold mechanical properties and degradation were evaluated in physiologically relevant solutions. Prior to culturing with primary rabbit ACL cells, scaffolds were pre-coated with fibronectin (Fn, PGA-Fn, PLAGA-Fn, PLLA-Fn), an important protein which is upregulated during ligament healing. Cell attachment and growth were examined as a function of time and polymer composition. While PGA scaffolds measured the highest tensile strength followed by PLLA and PLAGA, its rapid degradation in vitro resulted in matrix disruption and cell death over time. PLLA-based scaffolds maintained their structural integrity and exhibited superior mechanical properties over time. The response of ACL cells was found to be dependent on polymer composition, with the highest cell number measured on PLLA-Fn scaffolds. Surface modification of polymer scaffolds with Fn improved cell attachment efficiency and effected the long-term matrix production by ACL cells on PLLA and PLAGA scaffolds. Therefore based on the overall cellular response and its temporal mechanical and degradation properties in vitro, the PLLA braided scaffold pre-coated with Fn was found to be the most suitable substrate for ACL tissue engineering.     

膝关节损伤修复后的生物力学分析

背景：对膝关节及膝关节韧带进行生物力学分析是防止膝关节损伤和治疗膝关节疾病的基础。 目的：总结膝关节损伤重建术中修复材料的应用进展及其修复后膝关节的生物力学特征。 方法：以“膝关节、韧带、半月板、生物材料、生物力学”为中文关键词,以“ tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material,biomechanics” 为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库相关文章。重点对修复后膝关节的生物力学特征进行了讨论。 结果与结论：生物力学研究证明膝关节后外侧结构在限制膝关节内翻,胫骨外旋、前移、后移有着重要作用。膝关节内韧带部分或完全断裂对股骨内髁生物力学特性均有不良影响,膝关节每条韧带又与其他韧带和组织协同完成某些方面的功能达到力学平衡,其中一条韧带断裂,平衡就会遭到破坏,各条韧带的应力分布将发生改变。膝关节的损伤类型与部位各有不同,修复与重建的材料与重建手段也各有不同,最终其生物力学表现特征各有不同。修复材料生物力学性能研究对于移植后膝关节生物塑形、愈合过程以及功能恢复都有很重要的作用。           

Anterior cruciate ligament regeneration using mesenchymal stem cells and silk scaffold in large animal model

Although in vivo studies in small animal model show the ligament regeneration by implanting mesenchymal stem cells (MSCs) and silk scaffold, large animal studies are still needed to evaluate the silk scaffold before starting a clinical trial. The aim of this study is to regenerate anterior cruciate ligament (ACL) in pig model. The micro-porous silk mesh was fabricated by incorporating silk sponges into knitted silk mesh with lyophilization. Then the scaffold was prepared by rolling the micro-porous silk mesh around a braided silk cord to produce a tightly wound shaft. In vitro study indicated that MSCs proliferated profusely on scaffold and differentiated into fibroblast-like cells by expressing collagen I, collagen III and tenascin-C genes in mRNA level. Then the MSCs-seeded scaffold was implanted in pig model to regenerate ACL. At 24 weeks postoperatively, the MSCs in regenerated ligament exhibited fibroblast morphology. The key ligament-specific extracellular matrix components were produced prominently and indirect ligament–bone insertion with three zones (bone, Sharpey's fibers and ligament) was observed. Although there was remarkable scaffold degradation, the maximum tensile load of regenerated ligament could be maintained after 24 weeks of implantation. In conclusion, the results imply that silk-based material has great potentials for clinical applications.     

丝素蛋白-壳聚糖支架复合骨髓间充质干细胞体内构建组织工程化软骨的生物相容性

文题释义： 生物相容性：是指生命体组织对非活性材料产生的一种性能,一般是指材料与宿主之间的相容性,包括组织相容性和血液相容性。 检测相容性的方法：是将支架材料与种子细胞在体外共培养,检测支架毒性、细胞活性、细胞增殖及细胞与支架的黏附情况等指标,该方法具有客观性强、可重复性强、影响因素相对简单及敏感性高等特点。 背景：课题组前期的研究中发现,丝素蛋白-壳聚糖支架材料复合诱导后骨髓间充质干细胞在兔体内能修复缺损的软骨组织,但对于该组织工程化软骨组织的生物相容性还未进一步研究。 目的：研究丝素蛋白-壳聚糖支架材料复合骨髓间充质干细胞在体内构建组织工程化软骨的生物相容性。 方法：使用丝素蛋白-壳聚糖按1∶1比例混合制备三维支架材料,提取兔骨髓间充质干细胞,将诱导后的骨髓间充质干细胞与丝素蛋白-壳聚糖支架构建修复体,再将修复体移植到兔关节软骨缺损模型中修复软骨组织。实验分为3组,实验组植入诱导后骨髓间充质干细胞+丝素蛋白-壳聚糖支架,对照组植入丝素蛋白-壳聚糖支架干预,空白组未植入修复体。 结果与结论：①实验成功制备丝素蛋白-壳聚糖三维支架材料及提取骨髓间充质干细胞,并构建软骨缺损的修复体,将修复体植入兔体内能成功修复缺损的软骨组织;②建模后2,4,8,12周,3组血常规、降钙素原、血沉、C-反应蛋白结果提示无明显的全身感染征象,3组血常规及肝肾功能各时间段比较差异无显著性意义(P > 0.05);③一般观察、苏木精-伊红染色及扫描电镜观察：建模后12周,相比其他两组,实验组软骨缺损已修复,支架材料已吸收,修复组织周围未见炎性细胞,修复组织已正常组织整合良好;④结果证实,丝素蛋白-壳聚糖支架复合骨髓间充质干细胞在体内构建的组织工程化软骨具有良好的生物相容性。 ORCID: 0000-0002-8139-1175(佘荣峰) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

Weft-knitted silk-poly(lactide-co-glycolide) mesh scaffold combined with collagen matrix and seeded with mesenchymal stem cells for rabbit Achilles tendon repair

Abstract

Natural silk fibroin fiber scaffolds have excellent mechanical properties, but degrade slowly. In this study, we used poly(lactide-co-glycolide) (PLGA, 10:90) fibers to adjust the overall degradation rate of the scaffolds and filled them with collagen to reserve space for cell growth. Silk fibroin-PLGA (36:64) mesh scaffolds were prepared using weft-knitting, filled with type I collagen, and incubated with rabbit autologous bone marrow-derived mesenchymal stem cells (MSCs). These scaffold–cells composites were implanted into rabbit Achilles tendon defects. At 16 weeks after implantation, morphological and histological observations showed formation of tendon-like tissues that expressed type I collagen mRNA and a uniformly dense distribution of collagen fibers. The maximum load of the regenerated Achilles tendon was 58.32% of normal Achilles tendon, which was significantly higher than control group without MSCs. These findings suggest that it is feasible to construct tissue engineered tendon using weft-knitted silk fibroin-PLGA fiber mesh/collagen matrix seeded with MSCs for rabbit Achilles tendon defect repair.