韧带组织工程学种子细胞的研究进展
胞外基质,胶原蛋白,1韧带组织工程学种子细胞的特点和来源细胞,2诱导初级细胞向韧带种子细胞分化的方法,3目前种子细胞诱导效果和研究方向,4展望
张承昊(综述),刘 毅(审校)(遵义医学院附属医院 关节外科,贵州 遵义 563099)
韧带组织工程学种子细胞的研究进展
张承昊(综述),刘 毅(审校)
(遵义医学院附属医院 关节外科,贵州 遵义 563099)
韧带;组织工程;种子细胞;生物学环境;力学环境
近几年运动损伤医学的迅速发展,韧带重建技术越来越成熟,重建后的关节功能可以得到满意的稳定性和较好的功能恢复,而韧带重建术中移植物目前尚未找到满意的供体。临床上通常使用自体韧带、异体韧带或人工韧带【1-5】,这几种移植物都存在一些自身难以避免的缺陷,如自体韧带存在供区少,供区功能丢失,供区疼痛等,异体韧带存在价格昂贵,潜在传播疾病,免疫排斥等风险,人工韧带的长期使用存在疲劳断裂,多适用于急需恢复关节功能的患者【6,7】。随着组织工程学的发展,组织工程学为韧带重建提供了可以和人体韧带具有相近活性、功能的组织工程学韧带是具备了韧带的活性和自我营养、更新的能力,可逐步演变成人体内的韧带,不再仅仅是移植物,使运动医学从修复韧带逐步向重构韧带发展。韧带组织工程学主要包括种子细胞、支架材料、诱导条件等几方面,其中种子细胞做为韧带的“种子”,在韧带构建中起到了合成韧带构建各种蛋白和分子,构建韧带结构,维持重建后韧带的营养和代谢等重要作用。
1 韧带组织工程学种子细胞的特点和来源细胞
目前组织工程学韧带的构建主要有两种方式:第一种也是目前研究、应用最广泛的方法,即韧带由可降解的支架材料和能够替代支架材料的细胞构成,通过细胞自身分泌胶原蛋白,替代支架降解的胶原,最终形成新的韧带组织【8,9】;另一种方法是通过外界诱导条件,如机械力、生长因子等,作用于细胞,使其分泌胶原并形成韧带结构,具备韧带功能【10】。这些方法中所需要的细胞我们称之为“组织工程学韧带的种子细胞”(以下简称种子细胞)【11】,种子细胞在组织工程学韧带的产生中起重要作用,是韧带组织工程学中关键部分。
1.1 种子细胞的特点 种子细胞在韧带组织工程学中起到了重要作用,是重建韧带的基础以及胶原及非胶原蛋白等主要来源,种下什么样的“种子”才能得到重建韧带。针对各种研究中需要种子细胞的功能,我们总结了做为成熟的种子细胞所需要具备的特点: ① 对外界环境改变有一定承受能力,对支架材料、机械力刺激等具有一定的相容性;② 细胞在外界刺激下能够分泌胶原蛋白、粘蛋白等构成韧带所必须的蛋白,所产生蛋白之间的比例应与韧带结构内蛋白组成相类似;③细胞能够自身分泌相关生长因子及生化因子 ......
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