由于半月板損傷修復和預防膝關(guān)節(jié)退變的臨床手段有限,干細胞移植成為組織再生領(lǐng)域的研究熱點,研究證明干細胞具有多向分化和分泌外泌體的功能,為修復半月板損傷提供了新的途徑。
半月板損傷是骨科常見病,多由于一次性暴力外傷或自然老化引起半月板整體性受到破壞,主要發(fā)生于運動愛好者或老年群體;另外,半月板組織丟失易后內(nèi)源性愈合潛力差,且病情進展易導致關(guān)節(jié)退變,降低關(guān)節(jié)功能。
基于過去幾十年干細胞的研究,干細胞移植得到了廣泛的應用。干細胞有效修復半月板受損組織、誘導軟骨再生,它們通過細胞分裂、分化以及產(chǎn)生細胞因子和生長因子發(fā)揮著重要作用。目前研究均展示了干細胞移植修復半月板的潛力,科研界主要用于組織工程中的重建半月板和臨床干細胞治療這2大方面的研究。
1.重建半月板
早前,研究人員已進行了一些體外實驗,證明了干細胞能在體外誘導分化為軟骨細胞,構(gòu)建組織工程半月板。他們將半月板細胞與間充質(zhì)干細胞共培養(yǎng),能促進間充質(zhì)干細胞向纖維軟骨表型分化,減少過度生長,有利于纖維基質(zhì)的形成。MCCORRY等人證實共培養(yǎng)是平衡間充質(zhì)干細胞合成特性和半月板纖維軟骨細胞基質(zhì)重塑能力的一種方法。
另外,半月板支架與干細胞的結(jié)合是研究的熱門話題,其原理是通過3D打印技術(shù)利用間充質(zhì)干細胞配合組織特異性的生物黏合劑,促進半月板軟骨組織再生,這一方面在未來的組織工程中會具有更廣泛的用途。
2.干細胞治療
研究人員將干細胞重建半月板組織、干細胞或干細胞外泌體等外源材料移植至人體內(nèi),已起到恢復關(guān)節(jié)功能,減少疼痛的作用,屬于臨床干預手段。除組織替代外,干細胞能分泌各種細胞因子,例如,分泌促進內(nèi)皮生長的遞質(zhì),刺激祖細胞的自我增殖,抑制軟骨細胞凋亡以及軟骨退變,實現(xiàn)軟骨再生和軟骨保護。
臨床案例:2017年,SADLIK等人使用干性關(guān)節(jié)鏡技術(shù)將將同種異體間充質(zhì)干細胞植入膠原支架中再生膝關(guān)節(jié)軟骨,6周后受試者開始進行肌肉力量,穩(wěn)定性和本體感受的負重訓練,3個月后允許進行無限制的體育鍛煉。因此,SADLIK初步判定干細胞移植在人體臨床干預中起到積極作用。
總結(jié)
從組織工程干細胞重建術(shù)到臨床干預,干細胞移植在半月板損傷領(lǐng)域展示了巨大的應用前景。