组织工程化肌腱研究进展

罗嘉熠+范建楠

【摘要】肌腱缺损常用疗法为手术治疗，在手术治疗中，尽管患者痛苦有一定减轻，但肌腱缺损部位的功能重建难以获得满意效果。伴随组织工程肌腱这一领域研究的发展，通过工程化肌腱对肌腱缺损进行修复已经成为了一个新型疗法。现阶段，组织工程肌腱领域的研究对种子细胞及支架多有涉及，本文针对此类研究进行了综述。

【关键词】组织工程化肌腱；研究进展；综述

【中图分类号】R318.1

【文献标识码】A

【文章编号】2095-6851（2017）08-296-01

肌腱损伤在人们日常运动及工作当中多有发生，据统计，全球每年发生肌腱损伤的人口总数在3000万以上^[1]。尽管传统手术或其他非手术手段对于肌腱损伤有一定的临床适用性，但其临床效果均不尽如人意，肌腱修复后依然难以恢复到受损前的正常功能。因此针对肌腱缺损的组织工程化研究成为了当下研究的重点。组织工程技术及材料设备的发展，均为组织工程化肌腱专业研究成果的临床应用与肌腱受损修复后的功能恢复提供了可能。

1 种子细胞

1.1 MSC：

MSC，即骨髓间充质干细胞，属于原始骨髓细胞，其分化潜能有着显著多样性^[2]。在不同诱导条件作用下，MSC能够向韧带、软骨、骨以及肌腱进行分化。MSC取材便利，即便体外培养，其复苏后依然持有着多样型细胞分化潜能，并且由于其内在免疫原较低，也决定了MSC可成为组织工程领域理想型种子细胞。有研究表明，无论是在生物力学性能方面还是在组织学方面，由MSC生成的肌腱同天然肌腱之都基本相同，无差异性，但研究也发现，MSC分化不专一，针对MSC分化机制尚不清晰，因此有待研究。

1.2 肌腱细胞：

经研究，肌腱细胞不但是肌腱组织主要构成单位，同时也具备其他细胞所不具备的优点^[3]。目前已有研究发现，同其他肌腱部位种子细胞相比，交叉韧带处的肌腱细胞同组织工程肌腱的匹配适用度最高。尽管现有技术已经能够取肌腱细胞来用作种子细胞，但受来源缺乏、取材难度大、体外培养增殖缓慢以及细胞本身高分化性多因素限制，肌腱细胞的实际应用存在不足。

1.3 成纤维细胞：

与肌腱细胞相同，成纤维细胞也来源于中胚层，其功能、形态及细胞生物学特性句相似于肌腱细胞，胶原蛋白及弹性蛋白等均能够合成或分泌出来。与肌腱细胞相比，成纤维细胞有着来源广泛、取材容易及扩增能力强等显著特点，所以，对于肌腱组织化工程而言，成纤维细胞也是重要种子细胞类型之一。有研究证实，作为种子细胞，肌腱细胞完全能够为成纤维细胞所取代，但在应激刺激条件下，成纤维细胞本身的特性能够引起其功能特性发生变化尚不确切有待研究。

2 肌腱支架材料

2.1 复合材料：

受单纯材料所带有理化性质所限，部分学者开始适当工艺对多种材料进行处理，最终生产出了复合材料。有专家将由聚乳酸、碳纤维加工而成的复合物用作支架，发现该复合材料支架有着强抗张性优点，但其柔韧性较差。此外，有研究者将胶原或碳纤维类材料加工复合于聚羟基乙酸，处理后发现，在聚羟基乙酸降解期间，由肌腱细胞所分泌出的胶原沿支架分布，并逐渐替代了原来可降解部分，力学特性同肌腱细胞附着力得到提高。

2.2 天然生物材料

2.2.1 人发角蛋白型支架：

早在20世家80年代，已有学者在无特殊处理条件下通过人发植入实验动物体内，最终研究发现，组织相容情况良好，未见明显排斥反应，然而感染率更高，诱导腱化的整体过程较缓慢^[3]。

2.2.2 胶原支架：

曾有学者用骨、肌腱和软骨原料，以组织工程为方法，研制出了一种天然型细胞外基质性质的胶原支架，但该支架抗原性相对较低。

2.2.3 丝蛋白支架：

用蚕丝为支架原材料的某项研究中，罗曼鸡胚胎处取腱细胞用作种子细胞，并将其移植到其他罗曼鸡发生肌腱缺损的部位，最终不同时间点进行了生物力学及专业病理学等相关检查提示，蚕丝蛋白支架的生物形容性较好，且力学性能更优^[4]。

2.3 人工合成型高分子材料

2.2.1 碳纤维支架：

有學者取肌腱细胞后将其种植于碳纤维上，并进行了体外细胞培养，经观察，培养1日后便发现肌腱细胞已经爬出了纤维支架，培养5日后发现碳纤维支架构成材料上有两种形态的新细胞，此二者彼此相衔接，同时还发现碳纤维支架表面处单个细胞突起相对更长，并且其突起在支架材料上是向纵轴发展的。

2.3.2 聚羟基乙酸型高分子支架：

经研究证实，聚羟基乙酸主要是脂肪族酯中的一种可生物在降解过程中合成的高分子，植入体内后能够逐渐降解成一种酸性物质，最终产出水与二氧化碳两种产物。有研究发现，在肌腱细胞的支架种植与体外培养中，由聚羟基乙酸这一可吸收生物材料制成的支架不但有较好的生物相容性，而且细胞外基质的实际分泌更旺盛，在体外培养第4周就可见新生肌腱组织^[5]。

结语

组织工程的持续发展使众多临床疾病患者的实际治疗与康复具备了一定可能，但是组织工程实际研究成果从理论到临床的广泛应用依然困难重重、任重道远，其中限制因素主要来自支架材料与种子细胞来源这两方面，因此寻找最理想、最适合的支架材料与种子细胞，是有待研究的重点方向。

参考文献

[1] 史进，曲彦隆，李鹏伟等.组织工程化肌腱研究进展[J].现代生物医学进展，2016，16（9）：1795-1797，1791.

[2] 蔡荣辉，刘康.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[J].中国组织工程研究，2013，（27）：4941-4950.

[3] 杨健，葛建忠.修复运动性肌腱损伤组织工程化肌腱及种子细胞和支架材料[J].中国组织工程研究，2015，19（51）：8333-8337.

[4] 宋扬，雷星.肌腱修复的组织工程研究进展[J].医学综述，2013，19（9）：1581-1583.

[5] 王明新，安佰京，刘玉杰等.肌腱组织工程支架材料研究进展[J].中国急救复苏与灾害医学杂志，2012，07（5）：474-475.endprint