覃波，石杰，羅元發(fā)，扶世杰★

（1. 西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院骨傷科，四川 瀘州 ；2.西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院骨傷疾病研究中心，四川 瀘州 ；3.瀘州市院士工作站，四川 瀘州；4. 廣東省醫(yī)學(xué)3D打印應(yīng)用轉(zhuǎn)化工程技術(shù)研究中心西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院臨床基地，四川 瀘州）

0 引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的提高，運(yùn)動、車禍等所致的運(yùn)動損傷越來越常見，如肩袖損傷、膝關(guān)節(jié)韌帶損傷等。該類損傷涉及纖維軟骨層的撕裂；腱骨交界區(qū)的纖維軟骨層血供差，導(dǎo)致腱骨結(jié)合失敗率較高[1-2]。而腱骨愈合是決定手術(shù)成果與否的關(guān)鍵因素[3]，需獲得腱-骨最大接觸面積，保證充足的接觸時間及接觸程度，使外力影響最小化[4]。因此，尋求一種促進(jìn)腱骨愈合的最佳方法成為當(dāng)下運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點及難點。現(xiàn)將腱骨愈合的國內(nèi)外研究進(jìn)展，綜述如下。

1 腱骨結(jié)合部

腱骨結(jié)合部，是指肌腱、韌帶或關(guān)節(jié)囊與骨接觸的結(jié)合部位，在肌肉骨骼系統(tǒng)中有著特定的有序結(jié)構(gòu)及功能[5]。腱骨移行區(qū)由4層結(jié)構(gòu)組成：骨組織、非鈣化纖維軟骨、鈣化纖維軟骨及肌腱纖維組織，其特征性結(jié)構(gòu)為移行的纖維軟骨帶[6-7]。腱骨結(jié)合部在運(yùn)動過程中起到傳力裝置及應(yīng)力吸收裝置的作用，有助于傳導(dǎo)、緩沖應(yīng)力，具有重要的解剖學(xué)意義[5]。

2 生長因子

諸多研究證實，生長因子有助于腱骨結(jié)合部早期存活，加快修復(fù)及愈合過程[8]。在腱骨愈合的早期，存在多種生長因子的特異性表達(dá)，包括：骨形態(tài)發(fā)生蛋白(Bone morphogenetic protein, BMPs)、成纖維細(xì)胞生長因子(Basic fibroblast growth factor,bFGF)、轉(zhuǎn)化生長因子 β(Transforming growth factor-β, TGF-β)等。

2.1 BMPs

BMPs屬于TGF-β 超家族的一員，是對腱骨結(jié)合部的發(fā)育、再生有重要作用的細(xì)胞因子。研究[2,9]發(fā)現(xiàn)，BMPs有助于促進(jìn)肌腱形成及腱骨結(jié)合部損傷修復(fù)，具有促進(jìn)腱骨再生內(nèi)在潛能的作用，其中BMP-2尤為重要，是軟骨形成最有效的誘導(dǎo)物。Kwang等人[10]提出BMPs有助于骨-軟骨發(fā)育和成熟，在體內(nèi)誘導(dǎo)軟骨形成和異位骨生長，進(jìn)而促進(jìn)和支持軟骨形成和成骨；同時，采用膠原凝膠作為BMP-2的載體，置于術(shù)區(qū)止點，即腱骨結(jié)合部位，發(fā)現(xiàn)膠原凝膠-BMP2復(fù)合體可增加骨隧道與組織移植物之間的結(jié)合率，促進(jìn)腱骨愈合。Jae等[11]將含BMP-2的凝膠置于腱骨結(jié)合部位，調(diào)節(jié)骨祖細(xì)胞的聚集和分化，誘導(dǎo)骨形成，結(jié)果表明BMP-2能干改善骨組織及肌腱組織形成過程，增加生物力學(xué)強(qiáng)度，促進(jìn)腱骨愈合。此外，由于該部位較為薄弱，通過BMP-2刺激間充質(zhì)干細(xì)胞，可以誘導(dǎo)人體外軟骨形成，促進(jìn)骨缺損修復(fù)及骨折愈合等[2,9]。

2.2 bFGF

FGF-2是腱骨愈合的內(nèi)源性表達(dá)，在體內(nèi)分布廣泛且其促細(xì)胞增生能力較強(qiáng)，因此，在愈合過程中起著重要作用[12]。FGF-2在腱骨損傷修復(fù)的整個過程中呈高表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)新血管形成及成纖維細(xì)胞增殖；同時，F(xiàn)GF-2在腱骨愈合的作用可能是通過刺激TGF和BMP，使其也呈高度表達(dá)，進(jìn)而增加間充質(zhì)干細(xì)胞和蛋白膠原的含量[12]。Takuya等[13]研究證實，F(xiàn)GF-2可以刺激腱骨結(jié)合部位的生長，F(xiàn)GF 2-明膠水凝膠復(fù)合體置于肱骨大結(jié)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)處較為靈活，可以有效改善兔肩袖損傷在組織學(xué)及生物力學(xué)方面的情況，促進(jìn)腱骨愈合。此外，有研究[14]將FGF與神經(jīng)酰胺激活的蛋白磷酸酶（CaPP）結(jié)合，并負(fù)載于纖維蛋白凝膠上，用于增加腱骨結(jié)合部位的生物活性，進(jìn)而促進(jìn)腱骨愈合的過程，提高手術(shù)的成功率，結(jié)果顯示，F(xiàn)GF及CaPP負(fù)載的纖維蛋白凝膠有助于加速細(xì)胞移植、增殖及相關(guān)基因、蛋白的的表達(dá)，并有助于改善其組織學(xué)情況。

2.3 TGF-β

TGF-β 能夠調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和分化，促進(jìn)細(xì)胞纖維化，從而有助于腱骨愈合[15]。TGF在促進(jìn)結(jié)締組織生長、發(fā)育上有重要作用；針對肩袖損傷修復(fù)術(shù)后腱骨愈合部位纖維軟骨形成，采用TGF-1結(jié)合羥基磷灰石內(nèi)置于骨隧道及腱骨結(jié)合部位，在組織形態(tài)學(xué)及生物力學(xué)方面，有助于增強(qiáng)腱骨愈合的過程，促進(jìn)骨與纖維軟骨的形成并改善膠原組織[16]。David等[17]人提出TGF-3不同于TGF-1，TGF-3在促進(jìn)組織再生的情況下，可以使愈合疤痕更少；在腱骨重建術(shù)后第4周發(fā)現(xiàn)TGF-3可以顯著增加修復(fù)的生物力學(xué)強(qiáng)度，提高Ⅰ型膠原及Ⅲ型膠原的表達(dá)，進(jìn)而加速愈合過程。然而，Kim等[18]提出盡管TGF-β 在愈合過程中至關(guān)重要，但在岡上肌止點采用外源性TGF-β 卻很難促進(jìn)腱骨界面形成，保證生物學(xué)結(jié)構(gòu)正常的插入點。

3 干細(xì)胞移植

干細(xì)胞由骨髓大量生成，間充質(zhì)干細(xì)胞（Mesenchymal stem cells, MSCs）往往通過髂棘穿刺獲取，正由于其可以分化為骨、軟骨、肌腱等，為臨床治療各種骨科疾病損傷提供了細(xì)胞來源[19]。干細(xì)胞有助于自我更新克隆生成，并有多向分化的能力，促進(jìn)腱骨愈合[20]。MSCs可以分泌多種生長因子、細(xì)胞因子等，其有助于腱骨愈合的作用已經(jīng)過諸多臨床及動物實驗所證實。Nuno等人[21]發(fā)現(xiàn)MSCs可以增加肌腱細(xì)胞在體外的存活率和細(xì)胞密度，刺激和促進(jìn)腱骨愈合的速度；而靜電紡絲支架作為一種MSCs載體，具有良好的生物相容性，對細(xì)胞的黏附和生長有重要意義。大量研究[22-23]采用各種形式，如PRP治療術(shù)、低強(qiáng)度脈沖超聲療法等，旨在促進(jìn)MSCs成熟、分化，進(jìn)而提升細(xì)胞的活性，重建腱骨組織的生物力學(xué)特性，以促進(jìn)腱骨愈合。

4 機(jī)械刺激

機(jī)械刺激可誘導(dǎo)腱骨結(jié)合部位新生血管形成并改善血供，刺激腱骨結(jié)合部位的新骨形成[24]。目前，臨床以低強(qiáng)度脈沖超聲刺激為主。低強(qiáng)度脈沖超聲作用于局部，能夠改善血液灌注、血管生成，刺激軟骨生長、發(fā)育，促進(jìn)成骨細(xì)胞的分化、增殖，是一種潛在的無創(chuàng)性治療方法[23]。Robert等[25]也證實短時間內(nèi)低強(qiáng)度的循環(huán)負(fù)荷對腱-骨界面的強(qiáng)度沒有不利影響。Lu等[5]認(rèn)為低強(qiáng)度脈沖超聲刺激的作用在于促進(jìn)成骨、軟骨生成及血管再生；提出一天兩次的低強(qiáng)度脈沖超聲刺激治療最為有效，有助于增加多種生長因子及細(xì)胞因子的表達(dá)，進(jìn)而加速基質(zhì)形成，促進(jìn)血管再生及膠原沉積，最終達(dá)到促進(jìn)腱骨愈合的作用。近年來，機(jī)械刺激的治療時間、頻率也不斷得到研究，逐步深化。

5 修補(bǔ)支架

修補(bǔ)支架是由生物學(xué)材料和高分子合成材料或二者混合制成，一定程度上模仿細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能[26]。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，除前文所述，如明膠水凝膠、纖維蛋白凝膠及靜電紡絲支架等，作為生長因子、細(xì)胞因子的載體，諸多修補(bǔ)支架技術(shù)隨之涌現(xiàn)，提供了多樣化選擇。

有研究者[27]采用生物可降解膠原納米纖維膜結(jié)合3D打印骨錨釘用于腱骨損傷重建術(shù)，結(jié)果表明二者結(jié)合是親水的、穩(wěn)定且生物相容較好的生物支架，可以為肌腱移植提供可持續(xù)的穩(wěn)定性，其組織學(xué)顯示在骨皮質(zhì)上具有足夠的生物相容性，促進(jìn)骨生長，且無組織不良反應(yīng)；同時在避免骨隧道擴(kuò)大的情況下，增強(qiáng)了腱骨結(jié)合強(qiáng)度，有效地促進(jìn)肌腱重建。上海交通大學(xué)[3]將將纖維蛋白凝膠結(jié)合骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）和重組骨異種移植物（RBX）進(jìn)行比較，以評估它們對肌腱 - 骨界面愈合的影響，發(fā)現(xiàn)纖維蛋白凝膠-BMP的界面形成新的軟骨，但新骨較薄，而RBX的界面具有大面積的軟骨細(xì)胞樣細(xì)胞，伴隨骨形成和未成熟的新結(jié)構(gòu)。RBX可以顯著促進(jìn)腱骨結(jié)合部位的骨生長，使其更為成熟，進(jìn)而增加重建手術(shù)成功率。

6 小結(jié)

近年來，腱骨損傷的發(fā)病率逐漸增加，而腱骨愈合的時間較長，且愈合效果較差。盡管，組織工程技術(shù)的飛速發(fā)展為腱骨愈合的治療策略提供了多樣化的選擇，如生長因子、間充質(zhì)干細(xì)胞及修復(fù)支架等，但其具體作用機(jī)制尚未明確，且臨床應(yīng)用仍需改進(jìn)。因此，尋求一種有效的方式促進(jìn)腱骨愈合成為該領(lǐng)域的研究熱點之一，有待進(jìn)一步深入研究。