组织工程半月板修复的磁共振研究.docxVIP

组织工程半月板修复及磁共振研究刘海【摘要】半月板损伤一直是临床治疗的难点。目前治疗手段主要是尽可能修复和半保留半月板的功能，近年来，随着组织工程生物技术的发展。采用组织工程方法修复半月板损伤逐渐应用于临床并取得了一定的治疗效果。MRI可对不同修复手术及不同修复阶段进行无创性评价。就组织工程软半月板修复技术的发展概况及其相关MRI表现予以综述。以提高影像诊断医师的认识。【关键词】组织工程；半月板，修复；磁共振成像。半月板是膝关节内两块呈新月形的纤维软骨组织，对膝关节的正常功能有至关重要的作用，它能传导并分散应力至胫骨平台、吸收震荡、提高膝关节的稳定性、增加膝关节运动幅度并促进关节液循环。半月板损伤是骨科的常见病，多由剧烈运动甚至不恰当的负重引起。半月板的外侧1/3有来自关节囊的血管滋养，发生在这一区域的损伤具有一定的自我修复能力，发生于内侧区的损伤由于没有血运。其自我修复能力差，损伤往往不能愈合。从而引起疼痛和功能障碍，影响患者的工作生活。远期的病理的改变主要是关节软骨的退行性改变，表现为骨关节炎的症状。目前，越来越多的外科医生认识到半月板对于膝关节功能的重要性。针对的治疗措施是以尽可能地保留半月板为原则采用半月板修复术。无法修复的半月板常被部分或全部切除。这种措施虽然可以暂时缓解疼痛，但并不能逆转或阻止关节软骨退行性改变的发生。对半月板全切术后的患者采用同种异体半月板移植【1】是一种可能的选择。对延缓关节软骨退行性改变的发生有一定的作用。但是，同种异体半月板移植供体有限，存在着疾病传播的可能。且半月板的形态个体之间存在差异。随访发现移植后的半月板有收缩的趋势。组织工程的发展为半月板缺损的治疗提供了新的思路，成为基础和临床研究的热点。基于组织工程原理的治疗措施包括：应用种子细胞促进半月板损伤的愈合；应用天然或人工合成的半月板假体替代切除的半月板组织；体外构建组织工程化半月板，然后植入体内，实现半月板的再生。因此，影像诊断医师了解和认识组织工程软骨修复方法和不同时期软骨修复的MRI表现特点是非常必要的。本文就组织工程半月板研究的现状及MRI研究进展进行综述。一、组织工程技术半月板修复概述组织工程技术是利用生命科学和工程学的原理和方法，开发用于恢复、维持及提高损伤组织和器官功能的生物学替代物的新兴综合性交叉学科。半月板组织工程研究需要具备3个主要条件：①足够数量的功能正常的“种子”细胞；②适当的生物材料；③调节“种子”细胞增殖并维持其表型的生长因子。1、种子细胞：获得足够数量功能正常的“种子”细胞是半月板组织工程技术的必要条件之一。目前用于构建人工半月板组织的细胞主要有间充质干细胞（如骨髓细胞、滑膜细胞等）、多功能纤维细胞、半月板纤维软骨细胞和转基因细胞等【2】。半月板纤维软骨细胞是最早被研究用来作为种子细胞的。Webber等【3】于1985年首次报道了半月板纤维软骨细胞体外培养和增殖的特性，并根据细胞的形态，提出半月板纤维软骨细胞是是由两类性质不同的细胞构成。种子细胞依附于基质不仅仅是形态上与基质结合，还要建立起细胞功能代谢和分化的基本调节物，其理想的种子细胞必须具备以下条件：a）.取材方便，来源充足；b）.体外有较强的繁殖和定向分化能力，能持续保持细胞表型不变；c）.能适应材料和受区环境；d）.植入体内能高质量地修复半月板缺损；e）.能方便地通过分子生物学技术进行基因修饰。组织工程修复重建半月板结构和功能是一门新兴的有前景的课题，其中选择最佳的种子细胞是其关键步骤之一。2、支架材料：半月板支架材料主要有透明质酸、纤维蛋白、聚乙烯醇-水凝胶、糖胺聚糖、胶原、聚磷酸钙、聚乳酸、聚乙酸、聚乳酸/羟基乙酸聚合物等。支架材料不仅为特定的细胞提供结构支撑作用，也起到模板作用，引导组织再生和控制组织结构，为种子细胞提供附着的支架材料也是组织工程研究的重要方面之一。Dietmar指【4】出用于组织的支架材料一般应具有以下性能：a）.良好的生物相容性和生物可降解性；b）.具有足够的力学强度；c）.高孔隙率（材料的孔隙率不低于90%）d）.高表面积；e）.表面化学性质，有助于细胞的黏附、增殖和分化；f）.由于材料与人体直接接触，为了防止感染，材料应易于消毒；g）.可加工成各种形状和结构，易于重复操作。支架材料表面的分子组成和结构影响着种子细胞的黏附与生长，理想的支架材料应具有良好的生物相容性和一定的生物活性，能对环境中的物理、化学和力学刺激信号做出响应，以控制种子细胞的黏附、增殖和分化等生物学行为，最终实现理想的功能替代。3、细胞因子：目前用于种子细胞增殖和分化的细胞因子主要有成纤维细胞生长因子（FGF）、胰岛素样生长因子（IGF）、肝细胞生长因子（HGF）、转化生长因子（TGF）、血小板衍生生长因子（PDGF）等。细胞因子对种子细胞的生长有促进作