介紹：半月板是一種纖維軟骨復(fù)合組織，對膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性、負(fù)荷分布和減震起著重要作用。此外，半月板可以吸收沖擊力并提供營養(yǎng)。半月板主要由水、膠原蛋白、糖胺聚糖等組成，半月板損傷是最常見的運動損傷之一。半月板損傷后，目前臨床上多采用傳統(tǒng)的修復(fù)、縫合或半月板切除術(shù)。但由于血管數(shù)量有限，難以愈合，甚至可能導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)炎和骨關(guān)節(jié)炎。

因此，正在研究替代再生醫(yī)學(xué)的半月板領(lǐng)域引起了人們的關(guān)注，尤其是干細(xì)胞作為幫助刺激半月板天然組織再生的最佳細(xì)胞來源。

干細(xì)胞由于其獨特的自我更新、增殖分化、免疫調(diào)節(jié)和可塑性等特點，受到越來越多專家學(xué)者的研究，在各種干細(xì)胞類型中，間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 由于攜帶畸胎瘤而具有較低的形成風(fēng)險，在沒有任何倫理問題的情況下，其現(xiàn)成的來源一直是研究對象大多數(shù)治療應(yīng)用研究。

干細(xì)胞作為修復(fù)關(guān)節(jié)半月板的新型生物醫(yī)學(xué)

該研究總結(jié)了半月板損傷的修復(fù)方法，特別是間充質(zhì)干細(xì)胞治療關(guān)節(jié)半月板損傷中的應(yīng)用。許多研究人員在動物實驗中采用多種方法用干細(xì)胞治療半月板損傷，以促進(jìn)半月板的愈合。雖然取得了一些成果，但還不能廣泛應(yīng)用于人體，希望在不久的將來能夠應(yīng)用于臨床。

干細(xì)胞修復(fù)半月板損傷的方法

支架和干細(xì)胞組合

由于技術(shù)原因和半月板的局部血管形成，半月板修復(fù)技術(shù)在前幾年取得的成功有限。隨后隨著半月板修復(fù)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了將半月板-關(guān)節(jié)囊復(fù)合體縫合至脛骨平臺邊緣的新技術(shù)。這可以減少半月板損傷治療中集中技術(shù)對半月板的擠壓。然而，這樣一來，支架就被完全吸收了，沒有形成新的組織。因此，支架和干細(xì)胞聯(lián)合修復(fù)的方法可以彌補(bǔ)這一缺陷。干細(xì)胞具有極強(qiáng)的自我更新能力和多向分化潛能，有望與支架材料結(jié)合治療半月板缺損。

干細(xì)胞技術(shù)的最新進(jìn)展擴(kuò)大了半月板支架置入術(shù)的能力。脫細(xì)胞半月板細(xì)胞外基質(zhì)（MECM）可顯著促進(jìn)半月板纖維軟骨細(xì)胞的存活和增殖，增加II型膠原蛋白和蛋白多糖的體外表達(dá)。同時，利用3D打印的PCL支架構(gòu)建具有微結(jié)構(gòu)和微環(huán)境的仿生脫細(xì)胞支架。這種無細(xì)胞 PCL-MECM支架表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性，并產(chǎn)生與天然半月板相似的良好生物力學(xué)特性。移植到膝蓋并進(jìn)行內(nèi)側(cè)半月板切除術(shù)的PCL-MECM支架中新半月板的再生可能是兔和羊模型中一種有前途的方法。

總之，3D細(xì)胞打印技術(shù)、PCL-MECM支架與干細(xì)胞相結(jié)合，有助于概括半月板組織在半月板再生的形狀和微環(huán)境方面的特異性。基于間充質(zhì)干細(xì)胞 (MSC) 和組織工程結(jié)構(gòu) (TEC) 的復(fù)合納米纖維支架有助于防止半月板擠壓和保護(hù)軟骨。這種半月板缺陷總是用纖維軟骨組織修復(fù)。一些研究評估了由脂肪來源的間充質(zhì)干細(xì)胞 (ASC) 和關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞 (AC) 植入的聚乙烯醇/殼聚糖 (PVA/Ch) 支架在半月板再生中的作用。

結(jié)果顯示，AC/支架組效果最好，其次是AC-ASC/支架組和ASC/支架組。盡管臨床前應(yīng)用還需要進(jìn)一步研究，但這些臨床半月板生物材料修復(fù)策略的研究結(jié)果是有希望的。

總之，人們越來越認(rèn)識到以前的觀點，即半月板無法修復(fù)，可以使用修復(fù)技術(shù)和結(jié)合支架和干細(xì)胞注射的生物增強(qiáng)來進(jìn)行治療。

干細(xì)胞注射

許多研究試圖用間充質(zhì)干細(xì)胞修復(fù)半月板。如圖所示圖1許多人對使用間充質(zhì)干細(xì)胞和富含血小板的血漿等生物制劑治療半月板損傷很感興趣。治療程序和輔助藥物包括愈合反應(yīng)的機(jī)械刺激、骨髓抽吸濃縮物、纖維蛋白增強(qiáng)劑、間充質(zhì)干細(xì)胞、富血小板血漿和其他正在開發(fā)的單獨或聯(lián)合使用的藥物。尤其是間充質(zhì)干細(xì)胞，在改善和修復(fù)關(guān)節(jié)半月板方面具有巨大的研究潛力。

至于干細(xì)胞促進(jìn)關(guān)節(jié)半月板修復(fù)的機(jī)制，有一種基于間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）的組織工程策略來測試其在軟骨再生方面的可行性。一些研究從關(guān)節(jié)鏡灌注 (AFF-MSCs) 中獲得了新的干細(xì)胞來源，其中可能含有大量來自滑液和滑液的MSCs。

實驗證明用一步快速交聯(lián)多肽DA/HA水凝膠包裹干細(xì)胞具有非常令人鼓舞的軟骨再生潛力干細(xì)胞 (SF-MSC) 分化為半月板纖維軟骨細(xì)胞 (MFC)。來自半月板內(nèi)外區(qū)域的ECM成分可以促進(jìn)三維光交聯(lián)水凝膠中間充質(zhì)干細(xì)胞的軟骨形成。這些發(fā)現(xiàn)表明脫細(xì)胞半月板ECM具有區(qū)域特異性生物活性。

除了間充質(zhì)干細(xì)胞外，同種異體三維形狀的脂肪來源干細(xì)胞 (ADSC) 也被植入部分半月板切除的兔模型中。結(jié)果表明，他在兔子體內(nèi)存活并粘附在缺損區(qū)域，促進(jìn)了半月板的組織學(xué)愈合。

許多關(guān)于用干細(xì)胞修復(fù)半月板的研究顯示了有效性。然而，MSC的壽命、在損傷部位的持久性和治療效果之間的關(guān)系仍不清楚。mECM 對微囊化MSCs反應(yīng)和半月板綜合修復(fù)的影響表明mECM水凝膠可能是一種非常有前途的載體。可以運輸 MSC 以長期修復(fù)半月板組織。

此外，還可以注入來源于特定組織的ECM水凝膠，為細(xì)胞輸送提供仿生環(huán)境，實現(xiàn)組織缺損的無縫再生。半月板ECM水凝膠中的人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 (hMSC) 促進(jìn)注射后的組織再生。它可以防止關(guān)節(jié)間隙狹窄和骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)展。因此，該研究建議使用組織特異性半月板 ECM 衍生水凝膠來輸送治療性 hMSC，以治療半月板損傷。這些研究對于探索其臨床應(yīng)用具有重要價值。

結(jié)論

間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）為軟骨再生帶來了希望，并在動物模型中取得了良好的效果。但是，從目前動物研究的內(nèi)外部有效性來看，沒有證據(jù)表明干細(xì)胞可以在人體內(nèi)形成類似于原始人類半月板的半月板。因此，需要更深入的研究。此外，干細(xì)胞的制造工藝是否規(guī)范，骨組織工程的臨床方法能否規(guī)模化發(fā)展，臨床前研究能否有效轉(zhuǎn)化為臨床試驗等，都需要進(jìn)一步研究。

討論

干細(xì)胞組織再生技術(shù)修復(fù)半月板損傷的研究剛剛起步，尚未廣泛應(yīng)用于臨床。半月板干細(xì)胞修復(fù)的治療效果無法準(zhǔn)確評價。此外，干細(xì)胞純化和儲存的高成本，以及需要多次注射治療，也是目前無法完全實施的因素。

然而，人體研究很有希望，MSCs在肌肉骨骼系統(tǒng)中具有巨大的潛力。未來幾年，間充質(zhì)干細(xì)胞可能在半月板修復(fù)中發(fā)揮重要作用。

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