表 1.
Research progress of interfacial tissue engineering in rotator cuff repair
肩袖损伤修复的界面组织工程进展
| 要素
Element |
策略
Strategy |
技术手段
Technique |
举例
Examples |
研究结果
Results |
| 种子
细胞 |
单独培养 | 局部注射 | BMSCs | BMSCs 能够促进腱骨界面新生纤维软骨组织形成和提高腱骨界面力学性能 |
| 共培养 | 终末分化细胞间 | 成骨细胞与成纤维细胞 | 共培养使细胞能够迁移并相互作用形成 3 个不同区域,从而模拟腱骨界面细胞的分布 | |
| 终末分化细胞与干细胞间 | 成纤维细胞、BMSCs 和成骨细胞 | 3 种细胞在丝素蛋白-HA 支架上共培养时,发现 BMSCs 向纤维软骨细胞系分化 | ||
| 生长
因子 |
单一组分应用 | 局部注射/复合支架 | BMP-2 | 复合 BMP-2 的 TCP 支架能够促进纤维软骨生成和腱骨界面愈合,并提高腱骨界面力学强度 |
| 皮下注射 | G-CSF | 皮下注射 G-CSF 能够动员 BMSCs 从骨髓通过外周血迁移至损伤部分参与修复 | ||
| 两种组分应用 | 复合支架 | PDGF-BB 和 BMP-2 | ADSCs 在支架材料表面会根据材料上生长因子的不同浓度梯度向成肌腱和成骨方向进行特定分化 | |
| 混合组分应用 | 局部注射 | PRP | PRP 的应用不仅能够降低小型和中型肩袖撕裂患者术后再撕裂率,还能改善大型和巨大型肩袖撕裂患者手术失败率 | |
| 局部注射/复合支架 | 外泌体 | 外泌体能够体外促进肌腱细胞增殖,体内促进肌腱成熟,提高腱骨界面力学强度 | ||
| 生物
材料 |
电纺丝技术 | 多相支架 | PLLA/HA | 通过模拟腱骨界面的非矿化区和矿化区制备双层支架,促进腱骨界面不同组织再生 |
| 梯度支架 | PLGA | 矿物含量梯度变化的支架能够在空间上调控 ADSCs 成骨分化程度 | ||
| 纺织技术 | 单相支架 | PLLA | 支架材料能够通过促进Ⅰ型胶原沉积和纤维软骨再生,从而提高腱骨界面力学强度 | |
| 3D 打印技术 | 单相支架 | PCL/PLGA/β-TCP | 兔前交叉韧带重建实验结果证实界面部位存在广泛的纤维软骨再生以及丰富的Ⅱ型胶原生成 | |
| 多相支架 | PLGA/PCL | 支架包括取向的 PLGA 静电纺丝区域、PCL 3D 打印区域以及电纺丝-3D 打印混合区域,用来模拟韧带、骨和纤维软骨界面组织 | ||
| 冷冻干燥技术 | 多相支架 | 胶原和 HA | 4 层支架在微环境和力学性能上呈现渐变趋势,并支持细胞的黏附和增殖 | |
| 挤压盐浸技术 | 多相支架 | 丝素蛋白 | 具有双孔隙率的支架在肌腱/韧带侧具有取向的孔排列,而在骨侧具有随机的孔排列 | |
| 熔压技术 | 单相支架 | PLLA/CPS | 体积比为 5∶1 的支架具有良好的生物相容性、生物降解性和力学性能,还能促进胶原的取向排列以及软骨和骨再生 | |
| 其他
因素 |
低氧环境 | 局部释放氧气 | 含过氧化钙的支架 | 支架能够持续释放氧气,改善低氧环境,提高周围环境中细胞的存活率 |
| 力学刺激 | 动态培养 | 生物反应器 | 流体剪切应力能够促进干细胞的成骨分化 | |
| 特殊支架 | 能够感应磁场的支架 | 具备磁性的支架在磁场作用下促进 MSCs 的黏附和成骨分化 | ||
| 能够感应超声波的支架 | 支架能够将超声的声学信号转换成机械纳米振动的力学信号作用于干细胞,促进干细胞的增殖、基质沉积和成骨分化 |