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关节软骨损伤细胞修复研究进展

高曙光,雷光华,李康华

【关键词】关节软骨损伤

关节软骨损伤要紧由创伤和各类疾病如骨关节炎、剥脱性骨

软骨炎、骨坏死等引发,容易致使关节功能障碍。关节软骨损伤目前

医治方式很多,包括微骨折、软骨下骨打孔术、骨膜和软骨膜移植、

自体和异体软骨移植、组织工程软骨移植、细胞移植、基因医治等方

式,但成效各异。他们都旨在解决两个要紧问题:(1)利用与关节软

骨相似的组织或材料充填缺损;(2)促使修复组织和原先组织在形态

上相似,在结构和功能上相近。

目前用于细胞移植的细胞要紧有:(1)自体和异体软骨细胞;(2)

间充质干细胞。

1软骨细胞移植

软骨细胞具有分离、培育简单、同源性好的优势,原代单层培育

的软骨细胞能表达Ⅱ型胶原和可聚蛋白多糖等特异性细胞外基质达数

日至数周。异体软骨细胞移植由于存在免疫排斥问题,又有传播细菌

和病毒的危险,目前研究相对较少,而自体软骨细胞移植

(autocartilagetransplantation,ACT)国内外研究已有10连年的

历史。

11ACT的应用研究

自体关节软骨细胞移植可幸免免疫反映或疾病传染的问题,但能

够采取的细胞数量有限,若是能够在体外使细胞数量增殖,临床应用

才会成为可能。1989年Grande等在家兔实验中尝试了培育的自体关

节软骨细胞移植。1994年Brittberg等第一次报导ACT的临床应用,

其操作程序如下:(1)切取非负重关节面正常健康的关节软骨;(2)

酶消化和培育增殖;(3)关节切开,清除关节软骨至健康软骨面;(4)

将骨膜移植片缝合于缺损关节面上;(5)将培育好的软骨细胞注射于

骨膜移植片下缺损区。在其27例患者中,16处在股骨髁,7处在髌骨,

皆为局部深层缺损,经传统方式医治无效,行ACT术后3a膝关节功

能良好或好者占16例,而且股骨髁部修复成效较髌骨部好。1996年

Brittberg等对骨膜加ACT或不加ACT修复兔髌骨软骨缺损的成效做

了比较研究,移植后前者87%的缺损被修复,后者只有31%。Peterson

等〔1〕报导1987~1996年应用ACT医治219例病人,术后优良率达

75%以上,结果显示缺损处新生组织在组织学与机械力学特点上与透

明软骨相似。同时有学者以为ACT医治的临床疗效与缺损部位相关,

据报导股骨髁部的软骨缺损ACT医治疗效最好,髌骨和股骨滑车软骨

损伤疗效最差。2000年Brittberg等对37例ACT术后患者的活检研

究说明,15例患者的再生组织类似透明软骨,同时发觉软骨细胞在缺

损区因重力作用散布不均,部份植入的细胞经覆盖的骨膜边缘漏出。

12ACT相关支架研究

单纯的细胞移植存在细胞固定不牢、细胞丢失、修复组织有限、

愈合速度慢、容易钙化、远期疗效不确信等问题,因此具有生物相容

性良好、生物可降解性、必然的三维结构的支架材料一度成为研究的

热点。作为培育的支架材料目前应用较多的有胶原、凝胶、透明质酸、

聚羟乙酸(PGA)、聚乳酸(PLLA或PDLLA)、聚乳酸/聚羟乙酸共聚物

(PLGA或PGA/PLLA)等。

Benya等的实验发觉体外培育的单层软骨细胞在植入三维立体

系统如琼脂糖凝胶后会从头取得进一步分化的能力,在三维立体系统

中培育的软骨细胞能专门好的维持细胞表型。1998年Rahfoth等报导

将软骨细胞包裹在琼脂糖凝胶中修复家兔关节软骨缺损,18个月后

47%缺损区为透明样软骨组织修复,对照组只有少量的修复组织。2003

年Lee等将种植在Ⅱ型胶原载体上的软骨细胞体外培育增殖后再植入

犬软骨缺损区,15周后发觉88%左右的缺损区为修复组织覆盖,而且

透明软骨占42%左右,但其力学性能仍低于正常软骨细胞。

纤维蛋白作为天然细胞外基质成份,有较好介导细胞间信号传导

及彼此作用的性能,取材简单,制备方便,并可按植入物的要求对工

程化组织进行塑形,韧性好,无免疫原性,但其降解速度快是目前面

临的最大问题

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