基质诱导自体软骨细胞移植与软骨缺损的修复
自体软骨细胞移植修复膝关节骨软骨缺损再生与天然软骨无明显差异
4076 ｜中国组织工程研究｜第25卷｜第25期｜2021年9月自体软骨细胞移植修复膝关节骨软骨缺损：再生与天然软骨无明显差异李 想，符培亮文题释义：自体软骨细胞移植：指机体软骨损伤后，运用对骨组织损伤部位具有一定修复和再生能力的技术，取部分自体软骨体外培养扩增后，联合使用自体骨膜或者生物材料(如胶原蛋白凝胶)再植入骨软骨缺损处。
摘要背景：随着医疗水平的提高和人们对生活质量的更高要求，临床对软骨修复的质量和要求也越来越高，传统修复方法不能再生具有良好生物性能的软骨。
目的：综述近年来自体软骨细胞移植的相关研究进展，分析其发展历程、基础科学、适应证、禁忌证、外科技术、临床疗效和局限性，展望该领域的发展趋势。
方法：以“软骨细胞移植、骨缺损、临床技术、临床疗效、适应证、禁忌证、缺损大小、翻修、恢复运动、年龄、影像学、局限性” “autologous chondrocyte implantation ，cartilage defect ，techniques ，clinical effect ，indications ，contraindications ，defect size ，treatment after initial failure ，return to sports ，age ，magnetic resonance imaging ，limitation ”等作为关键词，在 CNKI 、PubMed 、Web of Science 、Google scholar 数据库进行检索，文献类型包括：研究原著、综述、病例报告、荟萃分析等，检索时间限定为1990至2020年，共检索到文献1 000余篇，最终纳入52篇进行综述。
结果与结论：自体软骨细胞移植在1980年代晚期首次出现，用于治疗膝关节软骨缺损。
第1代自体软骨细胞移植使用骨膜贴片将培养的软骨细胞封闭在缺损中，由于骨膜移植体增生的问题，开发了利用胶原膜贴片的第2代自体软骨细胞移植；第3代自体软骨细胞移植应用三维培养技术有利于细胞迁移，允许微创性植入，更好地再生正常的软骨结构，加速康复。
关节软骨损伤修复
关节软骨损伤修复刘延青关节软骨破坏是骨关节病的主要病理改变,外伤等原因所致软骨损伤最终也会导致骨关节病.软骨损伤后没有或很少有自我修复能力。
因此软骨修复成为骨科领域重要问题。
一.软骨损伤后的自我修复正常关节软骨为透明软骨,由软骨细胞和基质及纤维组成。
近关节面软骨细胞较小而幼稚,软骨生长时细胞渐向深部移动,体积变大形成2--8细胞群,周围有软骨囊;基质化学成份为软骨粘蛋白,其主要成份是酸性糖胺多糖(GAG);纤维为胶原原纤维,主要是II型胶原。
糖胺多糖和II型胶原对维持透明软骨弹性好,耐磨损,低磨擦的特性起重要作用。
未穿透全层的软骨损伤,由周围软骨细胞分泌基质和纤维化愈合[1];损伤至全层和软骨下骨由纤维样软骨愈合。
如损伤部位与骨髓腔相通且较小,可被骨髓细胞修复,两月后由纤维软骨充填,仍不同于正常透明软骨,且修复组织不与周围组织结合,随时间延长而退变崩解[1、2]。
这种修复能力在年轻动物比年老动物强,可能与骨髓成骨干细胞的数目和活性有关。
Furukawa.T等[3]分析软骨自身修复后胶原成分变化,4周I型40%,II型60%,12周主要为II 型胶原6月后胶原含量较正常多,而氨基己糖(hexosamine)较正常少,提示修复组织纤维样结构是缺少蛋白多糖(proteoglycan)引起的,而不是胶原型的变化。
二.人为干预软骨修复1.软骨下骨钻孔修复软骨缺损如前所述全层软骨和软骨下骨损伤有一定的修复能力,将部分软骨损伤钻孔至软骨下骨可诱导修复,修复组织起源于松质骨中具有成骨能力的间充质干细胞,修复组织为类透明软骨。
Mithchell.N等认为修复组织1年时变为纤维软骨:深层保持了正常软骨细胞而表层为典型纤维软骨。
有报道认为实际的修复率相当低(10-20%),且只见于年轻动物[5]。
原因是成骨干细胞数目不足以充填缺损,另外修复过程太慢导致纤维化和修复失败[4]。
2.软骨移植早在1836年Paul Bret首先进行动物自体软骨移植;1908年Lexer进行了23例全关节移植和11例半关节移植;Pap于1961年开展带薄层骨关节软骨移植(shell osteochondrol grafts)。
滑膜间充质干细胞与软骨细胞移植修复膝关节软骨缺损
滑膜间充质干细胞与软骨细胞移植修复膝关节软骨缺损胡鑫;王玥;林兆全;尹小朋;龚忠诚;邵博;凌彬;刘慧;克热木•阿巴斯;王冰;胡露露【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2017(021)009【摘要】背景:膝关节软骨损伤后修复较困难.有研究发现将关节软骨细胞和滑膜间充质干细胞混合培养接种于壳聚糖支架材料中,均可以形成软骨基质.目的:观察滑膜间充质干细胞与软骨细胞与壳聚糖/Ⅰ型胶原复合支架材料对膝关节软骨缺损的修复情况.方法:将大鼠膝关节滑膜间充质干细胞及软骨细胞按1:2比例共培养于壳聚糖/Ⅰ型胶原复合支架材料中,将此复合材料移植于膝关节软骨缺损模型大鼠膝关节缺损处进行修复.结果与结论:①组织学变化:苏木精-伊红染色、甲苯胺蓝染色及番红O染色显示,植入后4,8,12周,大鼠膝关节软骨细胞逐渐增多;②软骨样组织标记物Ⅱ型胶原表达:免疫组织化学染色显示,移植后4,8,12周,大鼠膝关节软骨组织细胞及细胞基质可见Ⅱ型胶原阳性表达.③结果证实,滑膜间充质干细胞与软骨细胞混合培养于壳聚糖/Ⅰ型胶原复合支架材料中,在体内环境下能够形成软骨样组织,有利于损伤膝关节软骨缺损的修复.%BACKGROUND: As is known to all, it is difficult to repair cartilage defect of the knee joint. Fortunately, it isreported that a chitosan scaffold with the mixture of synovial mesenchymal stem cells and chondrocytes enablesthe formation of cartilage matrix.OBJECTIVE: To observe the chondrogenic differentiation of synovial mesenchymal stem cells co-cultured withchondrocytes on a chitosan/type Ⅰ collagen composite scaffold after being transplanted into an animal model. METHODS: The synovial mesenchymal stem cells andchondrocytes harvested from the knee joint of Sprague-Dawleyrats were co-cultured at a ratio of 1:2 on the chitosa n/type Ⅰ collagen composite scaffolds and transplanted into the defectsite of the knee joint in rat models of cartilage defect of the knee joint.RESULTS AND CONCLUSION: After 4, 8, 12 weeks, the hematoxylin-eosin staining, the toluidine blue staining ofaggrecan, and safranine O staining showed that there were increasing chondrocytes in the rat knee joint. Theimmunohistochemical staining of type Ⅱ collagen showed the positive expression of type Ⅱ collagen in the cartilagetissues and extracellular matrix of the knee joint. To conclude, the combination of two kinds of cells cultured in thechitosan/type Ⅱ collagen composite scaffold can form cartilage-like tissues in vivo, and improve the quality of cartilagerepair.【总页数】6页(P1408-1413)【作者】胡鑫;王玥;林兆全;尹小朋;龚忠诚;邵博;凌彬;刘慧;克热木•阿巴斯;王冰;胡露露【作者单位】新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054;新疆医科大学第一附属医院颌面肿瘤外科,新疆医科大学口腔医学院,新疆维吾尔自治区口腔医学研究所, 新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830054【正文语种】中文【中图分类】R394.2【相关文献】1.滑膜间充质干细胞与软骨细胞移植修复膝关节软骨缺损 [J], 胡鑫;尹小朋;龚忠诚;邵博;凌彬;刘慧;克热木·阿巴斯;王冰;胡露露;王玥;林兆全;2.骨膜复合骨髓间充质干细胞和软骨细胞体内移植修复软骨缺损 [J], 刘吉斌;侯连东;于强;白毅;王彦东;3.骨膜复合骨髓间充质干细胞和软骨细胞体内移植修复软骨缺损 [J], 刘吉斌;侯连东;于强;白毅;王彦东4.自体软骨细胞移植修复膝关节骨软骨缺损:再生与天然软骨无明显差异 [J], 李想;符培亮5.自体软骨细胞移植修复膝关节骨软骨缺损:再生与天然软骨无明显差异 [J], 李想;符培亮因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
关节软骨组织再生修复技术新进展
关节软骨组织再生修复技术新进展关节软骨损伤的修复是一个长期困扰的医学难题，生物移植和组织工程技术的发展为软骨再生修复带来新的希望，利用负载生长因子的特殊可降解软骨支架材料调动内源干细胞来实现软骨组织再生修复的新技术，易于实现产业化操作，也预示着软骨缺损的再生修复治疗一个全新时代的到来。
标签：关节软骨修复；软骨组织工程；滑膜间充质干细胞；可降解生物材料支架软骨组织内无血管，软骨细胞在无血运环境中缺乏迁徙能力。
因此，关节软骨一旦遭到破坏，便很难得到修复。
目前，关节软骨缺损的修复仍缺乏理想有效的方法。
临床上关节病变患者的巨大需求，促使研究者不断探索可行的方法。
1 传统刺激方法促进再生修复1.1 软骨下骨钻孔、软骨磨蚀和微骨折这类方法可使骨髓中的软骨源性、骨源性细胞及细胞因子渗透到软骨损伤区域，促进软骨细胞的分化，产生纤维软骨。
这类方法操作简单，对于小面积软骨损伤的治疗结果在某种意义上相对比较满意，在临床上被广泛应用。
但研究同时表明，软骨磨蚀、骨髓刺激等软骨愈合形成的纤维软骨组织与透明软骨是不同的，不仅机械性能逊色于关节软骨，而且容易退化[1]。
1.2 持续被动运动持续被动运动作为一种促进软骨愈合的辅助手段在临床上广泛运用。
大量的动物实验和临床研究证实，持续被动运动（CPM）能促进较小的软骨全层缺损修复，产生一种在形态上、组织化学上类似透明软骨的组织，但对关节软骨表浅缺损没有明显的修复作用[2]。
1.3 玻璃酸钠注射关节腔内局部注射关节黏弹性补充剂——玻璃酸钠已在临床上得到广泛认可。
其不仅可以提供关节黏弹润滑作用，恢复关节滑液流变学特性，还能产生一系列有益的生物学效应，有助于关节软骨组织的修复。
宋一平等[3]使用关节腔内注射几丁糖治疗骨关节炎近期疗效满意，远期疗效尚待进一步随访，作用机制尚待进一步研究，但从临床上看确有治疗价值。
目前尚未发现治疗修复广泛性关节软骨损伤的有效药物。
2 组织和细胞移植2.1 软骨组织移植软骨组织移植是最直接的软骨修复方法，即取自体健康软骨修剪成合适的形状后再重新植回体内，或以自体软骨膜、异体骨膜移植，或异体骨软骨片移植等，都取得了一定疗效。
关节软骨缺损的治疗进展
关节软骨缺损的治疗进展完整的关节软骨是关节行使正常功能的基础，但关节软骨极其脆弱且自身修复能力低下，病损关节往往表现为不可扼制的逐步恶化，最终导致骨关节炎(osteoarthritis, OA)的发生和关节功能的丧失，这种情况在负重的髋、膝等大关节尤其常见。
本文着重介绍国内外现有关节软骨缺损的治疗方法、疗效评价及相关研究动态。
1 关节镜灌洗术和关节清理术这是一种最基本的传统治疗手段。
Jackson等对膝关节疾患患者行诊断性关节镜检术时发现，通过关节腔灌洗，45％的患者疼痛症状明显缓解，疗效可维持3.5年，只有20％的患者无效；而灌洗术结合关节清理术可提高疗效，在随访的137例患者中，有效率为88％，68％的患者疗效维持达3年之久，他提出关节灌洗术之所以有效是因为冲掉了病变关节内滑膜产生的炎性介质及关节腔内疏松的软骨碎片。
Hubbard〔1〕对76个膝的关节镜灌洗术和清理术进行了随机前瞻性研究，软骨缺损均为单极Outerbridge Ⅲ～Ⅳ级(影像学无异常表现)，平均随访4.5年，通过改良Lysholm评分法，清理术组28膝症状缓解达1年，21膝达5年，而灌洗术组有5膝症状缓解达1年，4膝达5年，清理术组疗效明显占优，疗效维持时间更长，而灌洗术只能暂时缓解局部压痛及夜间痛。
2 骨髓刺激技术(Marrow-stimulation Techniques)其基本原理是利用某些生物或机械因素使骨髓中的原始干细胞分化为软骨和骨组织。
操作时软骨下骨被穿透并达血管生成区，这样就刺激了含有多能干细胞的纤维蛋白凝块〔2〕。
纤维蛋白凝块经过分化并再塑型，形成纤维软骨性的修复组织。
由于这种修复组织脆性大，不耐用，故常结合避免病变区域过度负重的手术措施，如非负荷截骨术等。
2.1 磨削关节成形术(Abrasion Arthroplasty) 原理为清理关节缺损达正常组织边缘，使新鲜胶原与暴露的纤维蛋白凝块结合。
软骨下骨表面被暴露且被穿透，放松止血带后引起该区域突然灌注，使软骨下骨表面形成血凝块。
kartogenin对骨关节炎的治疗作用机制及其在软骨组织工程学中应用的研究进展
第47卷第2期2021年3月吉林大学学报（医学版）Journal of Jilin University（Medicine Edition）Vol.47No.2Mar.2021DOI：10.13481/j.1671⁃587Ⅹ·20210235kartogenin对骨关节炎的治疗作用机制及其在软骨组织工程学中应用的研究进展Research progress in therapeutic mechanism of kartogenin in osteoarthritis and its application in cartilage tissue engineering张诗晨1,2,金丽鸥1,李跃1,郑晓雪1,2,王婧1,2,魏欣1,2,王众泽1,2,韩冰1（1.吉林大学口腔医院颌面外科，吉林长春130021；2.吉林省牙发育及颌骨重塑与再生重点实验室，吉林长春130021）［摘要］kartogenin（KGN）是近年来发现的小分子物质，其可通过调节核心结合因子β亚基（CBFβ）-Runt相关转录因子1（RUNX1）等信号通路促进间充质干细胞（MSCs）增殖和成软骨分化修复软骨缺损，并可与转化生长因子β3（TGF-β3）产生协同作用。
KGN的成软骨分化作用还与其旁分泌机制有关。
除促软骨再生修复外，KGN还可通过保护软骨和软骨细胞，促进人润滑素分泌，保护和改建软骨下骨及缓解疼痛，从而对骨关节炎（OA）产生治疗作用。
此外，利用KGN的结构和功能特点，大量软骨组织工程学研究将其以物理或化学方法结合于各类载体以修复软骨缺损和治疗OA。
现结合相关文献阐述KGN对OA的治疗作用机制，并从纳米级和微米级聚合物、水凝胶及其他聚合物支架三3方面就软骨组织工程学研究中用以搭载KGN的载体组成、理化特点、释药特点及优势性能等进行综述，旨在为OA的软骨组织工程学治疗提供新思路和新靶点。
［关键词］kartogenin；骨关节炎；软骨；间充质干细胞；组织工程［中图分类号］R684.3;R318.08［文献标志码］A骨关节炎（osteoarthritis，OA）是一种关节退变性疾病，特点为慢性疼痛、关节炎症及运动受限，在中老年群体中发病率较高，严重影响患者的生活质量并给社会造成极大负担［1-2］。
基质诱导的软骨细胞移植术治疗膝关节软骨缺损的康复护理
ｌｓ ｏ ５ ～２ ０ ｍＬ，ａｅａｅ ７ ．Ｔ ｅｋ ｅ ｏｎｓｗ ｒ ｅｔ ｉｅ ｒｍ ｏｉｇ ｗｔ ｃｏ ｈ ｃ ｒ４ ｏｒ． ｈｙ ｗ ｒ ｏｌ ｅ ｐ ｏｓ ｆ１０ ０ ｖｒｇｄ １ ５ｍＬ ｈ ｎ ｅｊｉｔ ｅｅｒｓ ａｎｄ ｆ ｒ ｏ ｍ ｖｎ ｉ ｓｒｌ ｃ ｕｋ ｆ ８ ｈｕｓ Ｔ ｅ ｅｅｆｌｗ ｄ ｕ ｈ ｌ ｏ ｏ
３ ６
现代 临床护理 （ ｏｅ ｌｉ ｌ ｕ ｉ ）０ １ ０ １ ） Ｍ ｄｍ Ｃ ｎ ａ Ｎ ｒｎ ２１． （１ ｉｃ ｓｇ １
基质诱 导的软骨细胞移植术治疗膝关节软 骨缺 损的康复护理
刘春梅 ，纪慧茹 ，宋慧娜 ，魏巍 ，李婷 ，邓丽 （ 武警 总医 院关 节 四肢 科 ， 北京 ，００ ９ １０ ３ ）
［ 摘要 ］ 目的 总结 基质诱 导 的软骨 细胞移 植术 （ ａ ｘｉ ｕ ｅ ｕ ｌ ｏｓｅｏ ｄ ｃｔ ｐ ｎ ｔ ｎ Ｍ Ｃ ） ｍ ｔ ． ｄ ｃｄ ａｔ ｏ ｕ ｈ ｎ ｒ ｙ ｓ ｍ ｌ ｔ ｉ ， Ａ Ｉ 治疗膝 关节 软骨 缺损 患 ｉ ｒ ｎ ｏｇ ｏ ｅ ｉ ａ ａｏ １ 例 患 者术程顺 利 ， ５ 手术 时 间 ３～４ｈ 中位 时 间 ３５ ； 中出血量 １ ０—２ ０ｍ ， ， ． ｈ术 ２ ５ ０ Ｌ 中位
ｆｒ６ ｔ ３ ｎｈ ． Ｔ ｓ ｙ ｔｍｓ ｏ ｈ ｐ ｔｅ ｔｗｅｅ ａｌｖａｅ ６ ｏ ｏ ６ ｍｏ ｔｓ ｈｅ ｍｏ ｔｓ ｍｐｏ ｆｔｅ ａｉｎ ｒ ｌ ｉｔｄ ｍｏ ｔｓ ａｔｒ ｏ ｅ ａｉｎ ｅ ｎｈ ｆｅ ｐ ｒｔ ． Ｔ ｅ ｓ ｏｅ ｙ Ｉ ｏ ｈ ｃ ｒｓ ｂ ＫＤＣ２ ０ ｒ ｉｎｆ ａ ｔｙ ０ ０ ｗｅｅ ｓｇ ｉｃ ｎ ｉ ｌ ｉｃｅ ｓ ｄ ｆ ｒｓ ｒｅｙ． Ｃｏ ｌｓｏ ｓ ＰｏｔＭＡＣＩｒｈ ｂｌａｉｎ ｅ ｅｃｓ ｓｌｓ ｏ ｇ ｎ ｒａｅ ａｔ ｕ ｇ ｒ ｅ ｎｃｕ ｉｎ ｓ— ｅ ａ ｉｔｔ ｘ ｒｉｅ ａｔｌｎ ．Ｎｕｓ ｓ ｓ ｏ ｌ ｏ ｄ ｃ ｅ ｌｈ ｅ ｕ ａｉｎ ｏ ｔｅ ｐ ｔ ｎｓ ａ ｄ ｉ ｏ ｒｅ ｈ ｕｄ ｃ ｎ ｕ ｔｈ ａｔ ｄ ｃ ｔ ｔ ｈ ａｉ ｔ ｎ ｏ ｅ ｃ ｒｙ ｏ ｔｆｌｏ ｕｐ ， ｅ ｃ ｕａ ｅ ｈ ｍ ｏ ｔｋ ｒｄ ａ ｘ ｒ ｉｅ ｄ ｓｌｅ ｔ ｉ ｒ ｂｅ ｒｎ ｘ ｒｉｅ ｎ ｏｄ ｒｔ ｏ ｏｉａｅ ｔｅ Ｕ Ｃ Ｓ ｆ ａｒ ｕ ｏｌｗ— ｓ ｎ ｏ ｒｇ ｔｅ ｔ ａ ｅ ｇａ ｕ ｅ ｅｃｓｓ ａ ｏｖ ｈｅｒ ｐｏ ｌｍｓｄｕ ｇ ｅ ｅｃｓ ｓｉ ｒｅ ｏ ｃ ｎｓｌ ｔ ｈ Ｓ ＣＥ Ｓ ｏ ｌ ｎ ｉ ｄ
组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展
组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展作者：刘剑伟蒋卫平来源：《中国医学创新》2020年第17期【摘要】关节软骨缺损的再生修复是现代骨科临床面临的巨大挑战之一。
由于软骨组织的无血管性质，其再生或修复能力有限，因此需要适当的材料系统，在物理、机械、组织学和生物学方面重新调整天然软骨组织的功能，促进软骨再生。
目前包括基因治疗在内的组织工程技术正在成为软骨治疗的关键方法之一，并且为许多软骨创伤和疾病的治疗带来了新的曙光和更好的结果。
本文综述和总结了组织工程技术在治疗关节软骨缺损方面的研究进展。
【关键词】组织工程修复关节软骨缺损[Abstract] The regeneration and repair of articular cartilage defects is one of the great challenges faced by clinicians. Due to the vaseless nature of cartilage tissue， its ability to regenerate or repair is limited， and appropriate material systems are needed to facilitate cartilage regeneration by physically， mechanically， histologically， and biologically readjusting the function of natural cartilage tissue. At present， tissue engineering techniques including gene therapy are becoming one of the key methods of cartilage therapy and bringing new light and better results to the treatment of many cartilage injuries and diseases. This paper reviews the progress of tissue engineering in the treatment of articular cartilage defects.[Key words] Tissue engineering Repair Articular cartilage defectFirst-author’s address：Nanning Second People’s Hospital， Nanning 530031， Chinadoi：10.3969/j.issn.1674-4985.2020.17.041關节炎及外伤所致的软骨缺损常常导致关节疼痛，由于软骨组织本身的无血管特性，软骨缺损后常常难以自身修复，因此软骨缺损目前已成为临床治疗的难题之一[1]。
组织工程在膝关节修复中的应用研究
组织工程在膝关节修复中的应用研究膝关节是人体中最大、最复杂的关节之一，承担着支撑身体重量、保持运动平衡和灵活性的重要功能。
然而，由于创伤、疾病或老化等原因，膝关节的损伤和退变成为了常见的健康问题。
传统的治疗方法如药物治疗、物理治疗和手术治疗在一定程度上能够缓解症状，但对于严重的膝关节损伤往往效果有限。
近年来，组织工程技术的发展为膝关节修复带来了新的希望。
组织工程是一门结合了生物学、工程学和医学的交叉学科，旨在通过构建生物活性的组织替代物来修复或重建受损的组织和器官。
在膝关节修复中，组织工程主要涉及三个关键要素：细胞、生物材料和生长因子。
细胞是组织工程的基础。
在膝关节修复中，常用的细胞类型包括软骨细胞、间充质干细胞（MSCs）等。
软骨细胞是构成软骨组织的主要细胞类型，但获取软骨细胞存在一定的局限性，如来源有限、细胞扩增能力差等。
MSCs 则具有多向分化潜能和自我更新能力，可以在特定的条件下分化为软骨细胞，因此成为了膝关节组织工程中备受关注的细胞来源。
生物材料在组织工程中起着支架的作用，为细胞的生长和分化提供了物理支撑和适宜的微环境。
用于膝关节修复的生物材料需要具备良好的生物相容性、生物降解性和适当的机械性能。
常见的生物材料包括天然材料（如胶原蛋白、壳聚糖等）和合成材料（如聚乳酸、聚乙醇酸等）。
此外，一些新型的生物材料如纳米材料和水凝胶也在不断地被研究和应用。
生长因子在组织工程中起到调节细胞行为和促进组织再生的作用。
在膝关节修复中，常用的生长因子包括转化生长因子β（TGFβ）、胰岛素样生长因子-1（IGF-1）等。
这些生长因子可以通过与细胞表面的受体结合，激活细胞内的信号通路，从而促进细胞的增殖、分化和基质合成。
组织工程在膝关节修复中的应用主要包括软骨修复、半月板修复和韧带修复等方面。
软骨修复是膝关节组织工程中的研究重点之一。
目前，常见的软骨修复技术包括自体软骨细胞移植（ACI）和基质诱导的自体软骨细胞移植（MACI）。
关节软骨损伤修复的MRI评价
关节软骨损伤修复的MRI评价侯志超;孙剑;甄俊平;卫小春【摘要】不同软骨损伤修复方法可以阻止或延缓关节软骨损伤所致的骨关节炎进程.MRI可对不同软骨修复方法及修复术后不同阶段进行无创性评价.就MRI常规扫描序列及生理性成像序列对软骨修复组织的不同评价标准予以综述.【期刊名称】《国际医学放射学杂志》【年(卷),期】2011(034)005【总页数】5页(P456-460)【关键词】关节软骨;损伤修复;磁共振评价【作者】侯志超;孙剑;甄俊平;卫小春【作者单位】030001,太原,山西医科大学第二医院骨科;030001,太原,山西医科大学第二医院骨科;030001,太原,山西医科大学第二医院骨科;山西医科大学第二医院影像科【正文语种】中文1 软骨修复组织MRI常规扫描序列及形态学评价1.1 软骨修复组织MRI常规扫描序列国际软骨修复协会 (International Cartilage Repair Society,ICRS)推荐快速自旋回波序列的质子密度加权（PDW）、T2W和3D容积扰相梯度回波（SPGR）作为软骨MRI检查的基本扫描序列[1]。
PDW、T2W序列的影像上关节软骨为中低信号、关节积液为高信号，关节软骨和关节积液间对比良好，PDW序列评价软骨内部结构敏感，T2W则对软骨表面结构敏感。
3D SPGR序列可显示关节软骨为高信号、周围组织为低信号，同样可显示软骨内部及表面结构变化。
关节软骨MR常规扫描序列能够提供软骨表面及内部结构变化的信息，主要用来评价关节软骨形态学变化。
1.2 软骨修复组织MRI形态学评价1.2.1 Roberts MRI评价标准Roberts等采用德国Siemens公司1.5 T MR设备，以如下3种序列①T1加权矢状位和冠状位自旋回波成像序列 (T1sagittal and coronal spin echo sequence)，②三维 T1加权脂肪饱和序列－翻转角30°(3DT1-weighed image with fat saturation and 30°flip angle)，③三维双激励脂肪饱和稳态序列 (3D dual excitation in the steady state sequence with fat satuation)完成扫描。
组织工程在修复组织缺损中的应用
组织工程在修复组织缺损中的应用组织工程是一种新兴的医学技术，它主要针对组织缺损的修复实践而发展。
组织工程的重点是借助自体细胞、生物材料和生物技术手段，建立复杂的组织结构来替代或辅助体内的受损组织。
这么做的目的是恢复受损部位的功能，甚至是生物活性和完整性。
组织工程技术被广泛应用于心血管、肝脏、骨骼、神经系统和软组织等多个方面，其效果也备受关注。
本次论述重点介绍了组织工程在人体组织缺损中的应用情况。
起源及特点组织工程学起源于上世纪80年代后期，由于当时美国的前卫生医学家Rogers曾使用鼠标骨骼细胞进行了皮骨连接构建实践而被大家所认知。
此后，在一系列医学技术发展的推动下，组织工程学成为一个快速发展、与众不同的研究领域。
组织工程技术最大的特点是，它采用的是使用三维或者二维培养方法，通过组织籽种、动物细胞或人体细胞实现组织功能修复和再生的过程。
生产的所有生物材料都需经过从细胞、材料、产品、设备、设计与管理等环节的同步优化。
组织工程的发展与应用基于组织工程技术，医学工作在进行生物学、医学、工程学等方面跨领域合作，在动、植物细胞反应器、干细胞与诱导多能性干细胞、基因操纵、仿生合成与材料合成等方面不断探索更好与更可靠的解决方案。
组织工程学的发展方向有两个：一个是生物技术的进步，可以从多个方面为其提供强有力的技术支撑；另一个是在人类组织器官的修复方面开展更多实践。
目前，在组织工程技术的发展中，其应用也愈发广泛。
例如，股骨头缺血坏死、断肢肢体的再生、心脏结构的修复、软骨缺损、肌肤损伤、长骨负荷缺损等问题都可以借助组织工程学技术得以解决。
组织工程技术模型特点1. 动物实验模型：这是一种最为常见的实验操作，利用不同的疾病模型，在动物实验中对组织工程修复效果进行探索。
目前，已经开展了许多有关组织工程技术在动物体内的实验，这些实验结果为人体临床提供了很好的借鉴。
2. 体外细胞培养模型：这是目前最为主要的模型，这种模型是使用人体细胞或者动物细胞进行体外培养，然后在体内再进行相关实验操作。
细胞载体作为软骨修复中的下一代细胞疗法
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中华 节夕科杂杏（ ｔ 电子版）０ｌ ２１
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中华关节外科杂志（ 电子版）Ｏ１ １ 月第５ ２ｌ 年 ２ 卷第６ ＣｉＪｏ ｔｕｇＥｅｒ ｉＥｉ ｎ ．ｅ ｍｅ２１１ １ Ｎ． 翅 ｈ Ｊｉ ｒ ｌｔｎ ｄｉ Ｄｃ — — ０１ ． ０ ｎ ｎＳ （ ｃｏｃ ｔ ｏ — ｂｒ— ！ ｅ ０
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．９ ７ ６．
专 题 译 文
复软骨 缺损 。动物 实验及 临床研究 表明 ， 方法可 以形成 透 明样 软骨 ， 可明显减 轻患者 的临床症状 ， 此 并 改善 患者
关 节功 能。
第 二代 Ａ Ｉ Ｃ 技术 采用 生物可 吸 收胶 原膜 代替 骨膜覆 盖软 骨损伤 ， 因此也 被称 为胶原膜 覆盖 自体软骨 移植
（ Ａ Ｉ 与第一代 技术 相 比， 以避免 为了获取骨膜造成的新的损 伤 ， Ｃ Ｃ ）， 可 而发生骨膜肥大 等并发症 的概率更少 。研 究显示 其治疗 效果与一代技术相 当， 但是也 同样存在胶原膜脱落 、 细胞逸 为软骨修 复 中的下一代 细胞 疗 法
ＭａｓＢ ｉｂ ｒ ， ＭＤ， Ｐ Ｄ ｔ ｒ ｔｅｇ ｔ ｈ
【 专家点评】 （ 特邀： 山西医科大学第二医院骨科卫小春教授） 目 前对于关节软骨损伤的修复仍然缺乏效 果 明确的治疗方法 。对于产生 临床症状 的关节软骨 损伤 的治疗 ， 致可 以分 为保守 治疗 和手术 治疗 两大类 。其 大
关节基本知识
关节基本知识
定义
• 关节是骨骼的连接处， 骨骼运动的枢纽。肌肉 是运动的动力。
分类
• • • • 一、运动类型分类 1)不动关节（颅骨） 2)微动关节（椎间盘，耻骨联合） 3)活动关节（滑膜关节）
• 1 传统的方法： • 1.1 软骨下骨钻孔：小面积缺损 • 1.2 持续被动运动：较小的软骨全层缺 损 • 1.3 玻璃酸钠注射：不仅可以提供关节 黏弹润滑作用，恢复关节滑液流变学 特性，还能产生一系列有益的生物学 效应，有助于关节软骨组织的修复。
• • • • • •
2 组织和细胞移植 2.1 软骨组织移植 2.2 自体细胞移植 2.3 异体细胞移植 2.3.1 异体软骨细胞移植 2.3.2 间充质干细胞（MSCs）移植
— —--I型：骨骼 皮肤 II型：软骨 III型：皮肤 等 V：基膜 等
————————————————————— 骨骼：I型胶原 软骨：II型胶原 皮肤：I、III型胶原 基膜：IV型胶原
• 蛋白多糖是一种蛋 白多糖大分子,由核 心蛋白附着了一个 或多个粘多糖（硫 酸角质素与硫酸软 骨素）组成。 • 糖蛋白有一特殊部 分与胶原密切相连， 并把胶原纤维结合 到一起。
滑膜的功能
1．制造和调节滑液 • 滑膜分泌滑液在关节腔内， 含有高度聚合的、高黏度的透明质 酸，充当着关节内的主要润滑剂， 它将关节软骨的摩擦系数减至 0.001。 •
•
• • •
2．滑膜有吸收作用和吞噬功能 吞噬的方式有两种形式： ①亲脂的小分子借助于单纯弥散， 在滑膜内外移动； • ②滑膜吞噬关节积血中的红细胞及 血红蛋白，滑膜细胞在消化了吞噬物质后 ，可能离开内膜，进入滑膜下组织，成为 滑膜下巨噬细胞。
组织工程在关节软骨缺损修复的应用
效， 限制 了其 运 用 。软 骨组 织工 程 改变 了传 统 的 “ 以 伤 治 伤” 的治疗模 式 ， 为软骨 缺损 的修 复提 供 了新 的方
法 和 思路 。软 骨组织工 程 的基本 原理 是从 机体 获取 少
袁 心伟 ， 谭 波 ， 李 平 综述 ； 王 跃 审校
（ １ ． ￣ １ １ ３ Ｊ ｌ 省 医 学科 学 院 ・ 四川 省 人 民 医 院骨 科 ， 四川 成 都 ６ １ ０ ０ ７ ２ ； ２ ． 遵 义 医学 院 ， 贵州 遵义 ５ ６ ３ ０ ０ ３ ）
【 关键 词】 组织工程 ； 关节软骨 ； 关节软骨缺损 ； 修复 【 中图分类号】 Ｒ ６ ８ ４ 【 文献标识码】 Ｂ 【 文章编号 】 １ ０ ０ ４ － ０ ５ ０ １ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ ０ － ７ ５ ６ ０ － ３
用的转 化将 会是 一大 进 步。④ 骨髓 间充 质干 细 胞
（ ｂ ｏ ｎ ｅ ｍ ａ ｒ ｒ ｏ ｗ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｅ ｌ ｌ ｓ ， Ｂ Ｍ Ｓ Ｃ ｓ ） 约 占骨 髓 有 核 细胞 的
软骨 组 织 工 程研 究 的重要 因素 是种 子 细胞 ， 其 选
择 及 来源 途径 显 得尤 为 重 要 ， 这 也 是 目前 软 骨 组织 工 程研 究 的热点 。 目前 常用 种子 细胞 的来 源 主要 有 两大 类： 具 有 成软骨 细胞 能力 的细胞 和软骨 细胞 。
工 程 化软 骨并 植入 病 损 部 位 ， 以达 到创 伤 修 复 和功 能 重 建 的 目的 。本 文将 对 软 骨组 织 工 程 三 大要 素 ： 种 子
转导人 种子细胞 ， 使 该 种 子 细胞 不 断 地分 泌 细 胞 生 长
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基质诱导自体软骨细胞移植与软骨缺损的修复张柏青，张仲文，叶启彬【关键词】基质诱导自体软骨细胞移植软骨缺损修复关节软骨缺损的修复，是与皮肤及牙科领域的修复一路问世的，但直到1997年，美国食物药物治理局(FDA)才认可了自体软骨细胞移植医治软骨缺损的技术(ACl)。
10连年来，全世界大约已实施了2万多例，但关于其医治软骨缺损成效的争辩仍在继续。
面对这些争辩，ACI的改良方式——基质诱导自体软骨细胞移植(MACl)显现了。
本文就MACI与软骨缺损的修复进行综述。
1 关节软骨关节软骨弹性较好，具有专门好的抗压性能，能够传递负荷，缓冲振荡；软骨滑腻的表面还能够在运动时把摩擦和磨损降低到最小限度，减少骨与骨之间的冲击，进而爱惜机体免受损伤。
关节软骨由软骨细胞和丰硕的软骨基质组成，组织学称为透明软骨。
关节软骨没有血管、神经、淋巴，含水量丰硕，大约70%为水分。
关节软骨吸取关节液中的营养而存活，关节软骨受到外力负荷时，紧缩变形，促使关节液流动，关节软骨得以吸收营养物质。
关节软骨的修复能力超级弱，软骨细胞几乎不能自己修复损伤［1］。
2 关节软骨损伤成人关节软骨无血供，无淋巴液，也没有神经支配。
关节软骨营养要紧来自滑液，第二为软骨下骨组织血液和骨膜下血管。
关节软骨本身损伤未伤及软骨下骨质时，损伤的软骨细胞只刺激临近软骨细胞轻微反映，很少引发软骨细胞的再生。
来自骨髓的修复细胞，形成新的纤维组织充填缺损。
自我修复能力要紧取决于患者年龄、种族和关节软骨缺损的大小和部位等因素［2］。
3 关节软骨修复方式到此刻为止的修复关节软骨缺损的方式，包括同种骨软骨移植，骨髓刺激法，及自体软骨移植。
但是，各类各样的问题仍然没有取得专门好的解决。
1990年，自体骨软骨移植的改良方式-马赛克法显现了。
然后，依照组织工程学，自体软骨细胞移植显现了，并在全世界实施了2万多例。
但软骨缺损修复仍存在一些问题，学者们寻求更为优越的修复软骨损伤的方式。
现将上述各类方式介绍如下。
骨髓刺激法从约半世纪前开始进行骨髓刺激法医治关节软骨缺损。
那个方式破坏软骨缺损部位的软骨下骨的持续性，来自骨髓的基质干细胞及生长因子增进软骨修复。
具体实施方式有：磨削关节成形术、软骨下骨钻孔术、微骨折术［3］。
其中微骨折法较为容易实施，因此实行最为普遍。
但修复结果并非睬想，多数为纤维软骨修复，而不是透明软骨修复。
动物实验模型已证明，纤维软骨的修复在后期极易引发骨关节炎的发生［4］。
同种骨软骨移植骨软骨移植是一种将非负重区及非重要关节部份的骨或软骨植入软骨缺损表面以达到修复目的的技术，具有维持软骨生物化学和生物机械特性的优势。
可是低温冷冻保留的软骨极易显现坏死。
有报告，软骨移植可显现严峻的感染病症［5］。
而且当显现大面积软骨缺损时，很难找到适合的供体软骨。
从1997年开始，同种软骨移植法的改良方式：马赛克法显现并取得了良好修复结果。
该方式将缺损区域清创，从非负重关节区域取相应大小的柱状软骨移植到缺损区域。
一样本方式仍无法修复大面积软骨缺损，同时，移植物脱落的情形也有报导。
同种软骨细胞移植法1968年，首例同种软骨细胞移植的报导问世了，是将分离培育的软骨细胞直接注射到软骨缺损部位，但修复成效不能令人中意，主若是由于移植软骨细胞无法在移植部位固定和生长。
尔后纤维蛋白胶的利用，大大增进了固定的成效，修复成效也因此取得提高［6］。
但同种软骨移植可能引发免疫排斥反映及感染或引发疾病传播。
自体软骨细胞移植(ACl)1989年Grande制造了ACirtl技术。
1994年Brittberg等进行了临床应用。
现已成为一种较为成熟的技术。
该方式是从关节软骨活体组织中分离软骨细胞并进行扩增，然后将扩增的自体软骨细胞注射到缺损区域并用骨膜瓣覆盖。
1997年，ACI取得美国食物医药品局的认可，目前已经活着界上实施了大约2万多例。
这些方式的优势是不存在免疫排斥反映及感染问题，临床上应用比较容易。
缺点是因搜集软骨而对正常软骨产生了损伤，且软骨细胞的散布部不均匀等。
1994年初期临床应用报告自体软骨细胞移植后临床病症取得明显改善。
2000年以后，Bentley对ACI与其他软骨修复方式进行比较研究报导。
显示ACI修复成效比马赛克法好［8］，与微骨折法比较，修复成效并无明显的不同。
但微骨折法经济上较为廉价，因此引发了专门大的争辩。
2005年又对ACI与磨削关节成形术相较较，证明前者修复成效更好［9］。
目前有关ACI的优与劣的争辩仍在继续。
组织工程修复关节软骨缺损软骨组织工程是在体外培育、扩增软骨种子细胞，而且以较高浓度将其种植于具有良好的生物相容性和降解性的适合支架材料上构建组织工程软骨，然后，植入组织缺损部位，完成组织的修复和重建。
软骨组织工程有3个要素：必然数量的种子细胞、适合的支架材料和体外培育条件的优化。
近几年复合材料成为研究热点，即在人工合成材料表面复合生物高分子，如胶原蛋白，琼脂糖凝胶，藻酸盐，壳聚糖等，使其兼具生物和人工合成材料的优势。
构建与正常软骨相近的人造软骨和骨组织，是当前组织工程学的研究重点之一，仍存在许多需要解决的问题，如种子细胞的选择和体外培育体系不成熟，构建的支架材料不睬想，体内吸收过快，机械性能尚不够理想，形成的软骨组织力学性能差，后期容易退化，对修复的分子机制还不清楚等［10］，需要进一步研究，解决这些问题。
4 MACI在关节软骨损伤修复中的作用如前述，在ACI技术成熟之前，曾经采纳过量种方式医治软骨缺损［11］，可是上述方式仍存在各类各样的问题，而且修复成效并非明确。
传统ACI的修复大多采纳自体骨膜瓣，因此容易形成骨膜肥大，往往需要二次手术，行关节镜再次切除。
ACI生成的透明软骨样组织的生物力学性能、耐磨持久性不佳，易退变，整个手术进程操作也超级复杂。
目前基质诱导的自体软骨细胞移植技术(MACl)已经研制成功，是一种医治软骨损伤的组织工程方式。
MACI膜为附着软骨细胞的猪I ／Ⅲ型胶原双分子层结构。
一面具有相对较高密度的胶原纤维，表面摩擦较低，另外一面为粗糙的表面，上面间隙较大，利于软骨细胞附着其中。
通过纤维蛋白胶，该MACI膜能够直接贴附于预备修复的软骨缺损区域［12］，这种手术医治方式比传统的ACI医治软骨损伤的方式更为优越。
修复方式关节镜下活检及MACI膜制备在硬膜外麻醉下实施关节镜检查，搜集非负重区健康关节软骨作为种子细胞，体外分离培育，转化生长因子(TGF-p)，胰岛素样生长因子1(1GF-1)，胰岛素等多种材料诱导软骨细胞后种植到双层结构的胶原膜上，即为MACI膜。
MACI膜植入术关节镜术后5～6周，实施MACI手术。
手术在硬膜外麻醉下进行。
依照缺损位置选择适合切口，进入关节腔，刮除剥脱软骨，修整软骨缺损创面，在软骨缺损区用一试模，测出缺损面积，再以试模为样板剪出大小形状相似的MACI膜，在修整好的缺损部位上涂生物胶后，将MACI膜贴于软骨缺损区并用拇指按压1 min。
渐伸直活动患膝关节，确认MACI膜无松动，关节活动无异样，冲洗关节腔，逐层缝合切口，加压包扎［13］。
MACI对关节软骨损伤修复的优势及疗效MACI与传统ACI技术相较具有术后恢复时刻短、操作简便、创伤小、生成更多透明软骨等优势。
这一技术并非需要像ACI那样骨膜缝合，没有软骨细胞泄漏和散布不均匀的风险。
而且MACI的关节镜手术采纳传统的手术入路，具有专门好的视野，不损伤关节的肌腱及韧带［14］。
Bartlett等采纳MACI膜镶嵌技术医治78例软骨损伤患者，结果显示所有病人6个月内病症均取得改善，术后1年取得进一步改善，且无明显并发症发生。
故以为MAn医治软骨缺损的结果是让人振奋的，但仍需大规模的临床实践去进一步证明［15］。
Bartlett对ACI 复合胶原膜(ACI-C)和MACI医治软骨缺损成效进行比较研究。
膝关节软骨损伤患者共91例，分两组，其中44例实行ACI-C，47例为实行MACI。
1年后对两种医治结果进行评分，ACI-C为；MACI为(P：。
关节镜评估：1年内修复状况良好，以国际软骨修复分数为标准进行评分，结果ACI-C为%的；MACI移植为%。
活组织切片检查，ACI-C的透明状软骨或纤维样透明状软骨率为%和MACI为%。
ACI-C组肥厚率为9%(4／44)：在MACI组为6%(3／47)。
两组二次手术率是9%。
故以为这两种方式在关节镜和组织学的结果上不同不大。
而MACI在技术上更具有吸引力［16］。
Behrens对38例局部软骨缺损用MACI医治5年后进行随访。
行四种不同的评分(Meyers的评分，tegner-lysholm活动评分，lysholm-gillquist评分，icrs评分)，和关节镜检查和活检。
3个评分较术前明显改善。
tegner-lysholm评分略有改善［17］。
有学者报导对20例MACI术后患者，在4，12，24和52周行MRI检查。
结果：10名患者修复良好，4名修复成效略差。
3例骨膜肥厚患者一年后恢复正常，修复软骨完全融合10例，改善但不完全融合的发觉3例，从第4至第52周，评分改善的有17例［18］。
Trattnig对23例MACI 术后患者，别离于4，12，24，52和104周行MRI检查。
结果：完整修复为18例，2例发觉适中的肥大，3例不完全修复。
18名患者软骨面修复平整［19］。
ZhengMH对MACI术后患者行组织学评估和活组织切片检查，结果显示早在21 d内形成软骨样组织。
6个月的术后结果说明：临床病症改善，磁共振成像显示75%再生为透明状软骨，没有归并症发生［20］。
综上所述，MACI较其他修复方式能够专门好的修复关节软骨缺损。
纤维蛋白胶的应用是MACI独具特色的地址，但关于其可否牢固黏附胶原膜及其在软骨修复进程中的作用还存在争辩。
Marlovits报导了MACI用来医治股骨髁全层软骨缺损16例。
利用高分辨磁共振成像(MRl)评判术后MACI膜的贴附率，结果： d后，在14／16例%)完全附着在关节软骨缺损处，表现为较高贴附率［21］。
纤维蛋白胶的稳固性目前仍有争议，初期脱落的MACI膜较少，这说明纤维蛋白胶黏附性较好。
关于它对软骨细胞迁移作用尚有争端，Brittberg等发觉软骨细胞不能迁移到纤维蛋白胶，以为该材料不适合用于医治骨软骨缺损［22］。
但是，还有学者研究报告，12 h内，MACI膜上的软骨细胞从膜上迁移到纤维蛋白胶中，24 h表现明显的迁移活性。
BrdU标记纤维蛋白胶的活性成份凝血酶，发此刻刺激后的48 h(1-10单位／毫升)能以最大成效刺激软骨细胞扩散。
为了说明这些凝血酶诱导阻碍的分子机制，检查了蛋白酶激活受体的表达及活化，确信了凝血酶受体，RT-PCR和免疫组化，发觉四个蛋白酶激活受体在人类的软骨细胞中发觉，PAR-1为要紧表达的亚型。