組織工程化肌腱研究進展

羅嘉熠+范建楠

【摘要】肌腱缺損常用療法為手術治療，在手術治療中，盡管患者痛苦有一定減輕，但肌腱缺損部位的功能重建難以獲得滿意效果。伴隨組織工程肌腱這一領域研究的發展，通過工程化肌腱對肌腱缺損進行修復已經成為了一個新型療法。現階段，組織工程肌腱領域的研究對種子細胞及支架多有涉及，本文針對此類研究進行了綜述。

【關鍵詞】組織工程化肌腱；研究進展；綜述

【中圖分類號】R318.1

【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-6851（2017）08-296-01

肌腱損傷在人們日常運動及工作當中多有發生，據統計，全球每年發生肌腱損傷的人口總數在3000萬以上^[1]。盡管傳統手術或其他非手術手段對于肌腱損傷有一定的臨床適用性，但其臨床效果均不盡如人意，肌腱修復后依然難以恢復到受損前的正常功能。因此針對肌腱缺損的組織工程化研究成為了當下研究的重點。組織工程技術及材料設備的發展，均為組織工程化肌腱專業研究成果的臨床應用與肌腱受損修復后的功能恢復提供了可能。

1 種子細胞

1.1 MSC：

MSC，即骨髓間充質干細胞，屬于原始骨髓細胞，其分化潛能有著顯著多樣性^[2]。在不同誘導條件作用下，MSC能夠向韌帶、軟骨、骨以及肌腱進行分化。MSC取材便利，即便體外培養，其復蘇后依然持有著多樣型細胞分化潛能，并且由于其內在免疫原較低，也決定了MSC可成為組織工程領域理想型種子細胞。有研究表明，無論是在生物力學性能方面還是在組織學方面，由MSC生成的肌腱同天然肌腱之都基本相同，無差異性，但研究也發現，MSC分化不專一，針對MSC分化機制尚不清晰，因此有待研究。

1.2 肌腱細胞：

經研究，肌腱細胞不但是肌腱組織主要構成單位，同時也具備其他細胞所不具備的優點^[3]。目前已有研究發現，同其他肌腱部位種子細胞相比，交叉韌帶處的肌腱細胞同組織工程肌腱的匹配適用度最高。盡管現有技術已經能夠取肌腱細胞來用作種子細胞，但受來源缺乏、取材難度大、體外培養增殖緩慢以及細胞本身高分化性多因素限制，肌腱細胞的實際應用存在不足。

1.3 成纖維細胞：

與肌腱細胞相同，成纖維細胞也來源于中胚層，其功能、形態及細胞生物學特性句相似于肌腱細胞，膠原蛋白及彈性蛋白等均能夠合成或分泌出來。與肌腱細胞相比，成纖維細胞有著來源廣泛、取材容易及擴增能力強等顯著特點，所以，對于肌腱組織化工程而言，成纖維細胞也是重要種子細胞類型之一。有研究證實，作為種子細胞，肌腱細胞完全能夠為成纖維細胞所取代，但在應激刺激條件下，成纖維細胞本身的特性能夠引起其功能特性發生變化尚不確切有待研究。

2 肌腱支架材料

2.1 復合材料：

受單純材料所帶有理化性質所限，部分學者開始適當工藝對多種材料進行處理，最終生產出了復合材料。有專家將由聚乳酸、碳纖維加工而成的復合物用作支架，發現該復合材料支架有著強抗張性優點，但其柔韌性較差。此外，有研究者將膠原或碳纖維類材料加工復合于聚羥基乙酸，處理后發現，在聚羥基乙酸降解期間，由肌腱細胞所分泌出的膠原沿支架分布，并逐漸替代了原來可降解部分，力學特性同肌腱細胞附著力得到提高。

2.2 天然生物材料

2.2.1 人發角蛋白型支架：

早在20世家80年代，已有學者在無特殊處理條件下通過人發植入實驗動物體內，最終研究發現，組織相容情況良好，未見明顯排斥反應，然而感染率更高，誘導腱化的整體過程較緩慢^[3]。

2.2.2 膠原支架：

曾有學者用骨、肌腱和軟骨原料，以組織工程為方法，研制出了一種天然型細胞外基質性質的膠原支架，但該支架抗原性相對較低。

2.2.3 絲蛋白支架：

用蠶絲為支架原材料的某項研究中，羅曼雞胚胎處取腱細胞用作種子細胞，并將其移植到其他羅曼雞發生肌腱缺損的部位，最終不同時間點進行了生物力學及專業病理學等相關檢查提示，蠶絲蛋白支架的生物形容性較好，且力學性能更優^[4]。

2.3 人工合成型高分子材料

2.2.1 碳纖維支架：

有學者取肌腱細胞后將其種植于碳纖維上，并進行了體外細胞培養，經觀察，培養1日后便發現肌腱細胞已經爬出了纖維支架，培養5日后發現碳纖維支架構成材料上有兩種形態的新細胞，此二者彼此相銜接，同時還發現碳纖維支架表面處單個細胞突起相對更長，并且其突起在支架材料上是向縱軸發展的。

2.3.2 聚羥基乙酸型高分子支架：

經研究證實，聚羥基乙酸主要是脂肪族酯中的一種可生物在降解過程中合成的高分子，植入體內后能夠逐漸降解成一種酸性物質，最終產出水與二氧化碳兩種產物。有研究發現，在肌腱細胞的支架種植與體外培養中，由聚羥基乙酸這一可吸收生物材料制成的支架不但有較好的生物相容性，而且細胞外基質的實際分泌更旺盛，在體外培養第4周就可見新生肌腱組織^[5]。

結語

組織工程的持續發展使眾多臨床疾病患者的實際治療與康復具備了一定可能，但是組織工程實際研究成果從理論到臨床的廣泛應用依然困難重重、任重道遠，其中限制因素主要來自支架材料與種子細胞來源這兩方面，因此尋找最理想、最適合的支架材料與種子細胞，是有待研究的重點方向。

參考文獻

[1] 史進，曲彥隆，李鵬偉等.組織工程化肌腱研究進展[J].現代生物醫學進展，2016，16（9）：1795-1797，1791.

[2] 蔡榮輝，劉康.骨形態發生蛋白12誘導骨髓間充質干細胞構建組織工程肌腱[J].中國組織工程研究，2013，（27）：4941-4950.

[3] 楊健，葛建忠.修復運動性肌腱損傷組織工程化肌腱及種子細胞和支架材料[J].中國組織工程研究，2015，19（51）：8333-8337.

[4] 宋揚，雷星.肌腱修復的組織工程研究進展[J].醫學綜述，2013，19（9）：1581-1583.

[5] 王明新，安佰京，劉玉杰等.肌腱組織工程支架材料研究進展[J].中國急救復蘇與災害醫學雜志，2012，07（5）：474-475.endprint