组织工程再造颞下颌关节盘的研究进展

杨美静，杨敏，王利山

（1.潍坊护理职业学院，山东　潍坊　262500；2.弥河中心卫生院，山东　潍坊　262500）

组织工程再造颞下颌关节盘的研究进展

杨美静1，杨敏1，王利山2

（1.潍坊护理职业学院，山东潍坊262500；2.弥河中心卫生院，山东潍坊262500）

组织工程再造是近几年出现的修复组织缺损的有效手段之一。利用组织工程的方法再造颞下颌关节盘的实验研究取得一些成果。现就组织工程再造颞下颌关节盘提出的背景、细胞来源、支架材料、生长因子等作一综述。

组织工程；颞下颌关节盘；支架材料

颞下颌关节盘是位于下颌髁突和颞骨关节窝之间的纤维软骨样组织，是颞下颌关节行使功能的主要组成部分。成人关节盘缺乏血管、淋巴管和神经，组织结构单一，代谢缓慢，缺损后难以自行修复，最终发展为关节盘穿孔、破裂。关节盘不能修复的患者最后只能选择关节盘摘除术。关节盘组织工程再造为关节盘疾病治疗提供了一个较好的选择。

1　组织工程再造关节盘提出的背景

颞下颌关节（temporomandibular joint，TMJ）疾病病因和病理机制复杂，但多与关节盘移位、变形以及关节功能异常高度相关。龙星等［1］的研究表明，颞下颌关节盘前移位的程度与骨关节病有关，关节盘前移位越明显，越易出现骨关节病。对于严重病损的颞下颌关节盘曾使用滑膜瓣转移、胶原膜和患者自体皮肤移植以及化学合成物（如Vitek ProplastⅡ等）作为关节盘的替代品进行修复，但由于当时缺乏对TMJ结构及其疾病过程的深刻认识，移植物引发的免疫反应同时也加速了组织的退行性变，治疗最终都以失败告终。组织工程技术在其他领域中的成功应用提示组织工程再造颞下颌关节盘是一项有前景的颞下颌关节疾病治疗途径。

近年来，许多科研工作者开始将组织工程技术应用于关节盘再造的研究。焦岩涛等［2］对日本大耳白兔髁状突软骨细胞进行细胞微载体大规模扩增，将扩增后的软骨细胞接种于组织引导再生胶原膜，于体外培养后植入4只同种成年兔皮下，植入12周后，髁状突软骨细胞在胶原膜内生长良好，植入成年兔体内12周后可形成乳白色类软骨样组织，表面光滑，有弹性。甲苯胺蓝染色，细胞周围基质呈异染性。张铭等［3］将兔耳廓软骨细胞接种于纤维蛋白原中，固化成为膜片状后，将负载软骨细胞的纤维蛋白植入裸鼠背部皮下组织中，两个月后取材时裸鼠背部形成亮白色膜片状组织，具有一定弹性和韧性。组织学检查见新形成的组织由软骨构成，纤维蛋白已完全吸收。以上实验说明利用纤维蛋白负载软骨细胞，可以有效进行颞下颌关节盘再造。

2　组织工程再造关节盘的细胞来源

由于自体关节盘软骨量少、取材困难，因而组织工程再造关节盘的细胞来源问题，成为当前制约关节盘组织工程发展的主要因素之一，寻找一种合适的、来源广泛、获得简便的种子细胞便成为关节盘组织工程再造的关键。

2.1自体或异体关节盘细胞

由自体或异体提供的关节盘细胞是关节盘组织工程再造的一种理想细胞源，可利用对健侧关节盘细胞通过体外大量扩增进行组织构建，也可利用自体受损关节盘细胞在体内的生物力学信号进行组织构建［4］。舒维娜等［5］切取1月龄山羊颞下颌关节盘，用II型胶原酶消化获得关节盘纤维软骨细胞并进行培养。他们认为体外分离培养的山羊颞下颌关节盘纤维软骨细胞具有较强的增殖能力，1～3代细胞可作为颞下颌关节盘组织工程再造的种子细胞。

2.2患者健侧TMJ软骨或其他部位软骨组织细胞

软骨细胞可作为关节盘组织工程再造潜在的细胞来源。软骨细胞来源广泛，容易获得，供区组织创伤小，患病率低、并发症少。因此，软骨细胞尤其是肋软骨细胞可作为关节盘组织工程再造的细胞来源之一。

2.3骨髓间充质干细胞

该细胞是一种具有黏附性、成纤维细胞样作用的多潜能非造血系干细胞，存在于许多组织中，目前可以从骨髓、脂肪等组织中分离提取［6］，具有干细胞功能，在体外不同的诱导环境下能分化成多种细胞。在适当的诱导条件下，骨髓间充质干细胞可分化成软骨细胞、成骨细胞等［7］。苏雪莲等［8］原代分离培养出山羊的骨髓间充质干细胞，利用不同浓度的碱性成纤维细胞生长因子进行诱导，发现骨髓间充质干细胞可向颞下颌关节盘成纤维细胞样形态分化，提示骨髓间充质干细胞有向颞下颌关节盘细胞分化的形态学基础。宁晓婷等［9］将滑膜间充质干细胞和软骨细胞共同培养，利用软骨细胞分泌的生长因子及细胞间的相互作用诱导滑膜间充质细胞向软骨细胞转化。因此，在一定条件下，骨髓间充质干细胞是关节盘组织工程再造较为理想的细胞来源。

2.4胚胎干细胞

胚胎干细胞是一种从胚胎囊胚期细胞团中分离得到的、具有全能分化特性的、能在体外长期培养的高度未分化细胞。由于目前应用方面存在伦理学问题及体外培养条件苛刻（如其生长需要饲养层细胞存在），因此，对此类细胞的应用被限制。

2.5真皮成纤维细胞

该细胞具有可以产生Ⅰ型、Ⅲ型胶原的特性，因此可作为关节盘组织工程再造的又一细胞来源。Almarza等［10］将真皮成纤维细胞与肋软骨细胞体外1∶1共培养，形成的细胞外基质明显增多，还有改善生化组成和组织形态的趋势，且构建组织的压缩特性与关节盘细胞构建组织无明显差异。

3　组织工程再造关节盘的支架材料

支架材料作为种子细胞的细胞外基质替代物及再生组织的框架，其特性直接影响种子细胞的生物学特性，影响细胞生存、迁移、增殖和功能代谢，最终影响骨组织构建的成败。目前应用于组织工程的细胞外基质支架材料主要分为两大类：（1）天然材料，如胶原、透明质酸、层黏连素及藻酸盐类等；（2）人工合成材料，如聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸及聚乳酸的共聚物（PGA-CO-PLA）等。纤维蛋白作为软骨组织工程研究的载体材料，在生物学和物理特性上具有一定优势。更为重要的是，纤维蛋白可以从患者血浆中提取，因此可以制备成为自体生物材料而进行组织工程软骨的构建［11］。虽然支架材料种类繁多，但尚未找到特别理想的支架材料。

4　组织工程再造关节盘的生长因子

生长因子是组织工程中最常用的生物学信号分子。Hanaoka等发现，血小板衍生生长因子的质量浓度在5 μg/L以上对关节盘细胞的增生和胶原合成作用显著，即适宜质量浓度的血小板衍生生长因子对颞下颌关节盘组织工程再造是有效的。Detamore等在研究血小板衍生生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子和转化生长因子-β1对接种到二维生长物与聚乳酸表面的关节盘细胞的影响时发现，不同生长因子对细胞增生、胶原合成和复合物的力学性能具有上调效应。

颞下颌关节盘对于颞颌关节结构和功能的维持具有重要作用，缺损后难以自行修复，目前的治疗方法包括关节盘摘除、自体筋膜植入、硅胶植入、金属支架植入等，但治疗效果均不理想，用再造的关节盘作为间置物进行关节骨病及关节强直的治疗，可能具有良好的应用前景。

［1］龙星，李金荣，陈新明，等.兔颞下颌关节盘移位与骨关节病关系的评价［J］.中华口腔医学杂志，1998，33（5）：264-266.

［2］焦岩涛，马绪臣，张震康，等.组织工程重建兔颞下颌关节盘软骨［J］.中华创伤杂志，2001，17（1）：20-22.

［3］张铭，赵丽，陈富林，等.颞颌关节关节盘再造的研究［J］.临床口腔医学杂志，2009，25（5）：271-273.

［4］Allen K D，Athanasiou K A.Tissue engineering of the TMJ Disc：A review［J］.Tissue Eng，2006，12（5）：1183-1194.

［5］舒维娜，康宏，张卫平，等.山羊颞下颌关节盘细胞体外培养研究［J］.实用口腔医学杂志，2010，26（2）：165-168.

［6］Jiang Y，Jahagirdar B N，Reinhardt R L，et al.Pluripotency of mesenchymal stem cells derived from adult marrow［J］.Nature，2002，418（6893）：41-49.

［7］Johans D E，Athanasiou K A.Improving culture conditions for temporomandibular joint disc tissue engineering［J］.Cells Tissues Organs，2007，185（4）：246-257.

［8］苏雪莲，包广洁，康宏，等.山羊骨髓间充质干细胞向纤维软骨分化的形态学改变［J］.中国组织工程研究，2014（6）：860-865.

［9］宁晓婷，邵博，龚忠诚，等.滑膜间充质干细胞与软骨细胞三维条件下混合培养向软骨细胞的分化［J］.中国组织工程研究，2014（34）：5434-5440.

［10］Almarza A J，Athanasiou K A.Effects of hydrostatic pressure on TMJ disc cells［J］.Tissue Eng，2006，12（5）：1285-1294.

［11］Eyrich D，Brandl F，Appel B，et al.Long-term stable fibrin gels for cartilage engineering［J］.Biomaterials，2007，28（1）：55-65.

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1671-1246（2016）03-0143-02