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导读:膝关节软骨损伤、半月板损伤和交叉韧带断裂,都属于膝关节难治性运动创伤。此类创伤的治疗一直是临床和基础研究的热点之一,现有的治疗方法尚存较大局限。近些年来,大量临床实验研究结果表明:间充质干细胞在膝骨关节难治性运动创伤治疗中具有安全性和有效性。
半月板损伤
半月板是一对半月状纤维软骨结构,有助于维持膝关节正常功能,促进关节稳定、负荷分配和关节润滑。
半月板损伤后,患者会感受到剧烈的、持续时间长的疼痛,疼痛会随着时间减轻,但会集中在某一处。除了疼痛外,一些患者还会出现膝关节肿胀及皮下淤血等症状。
在膝关节活动时,半月板与胫骨等发生摩擦,产生响声,严重者会出现膝关节不能伸屈等现象。若半月板受损是由外部运动引起的,患者的膝部软组织也会受损,进而影响到交叉韧带、软骨面等受损。
修复半月板的传统方法
1.传统的半月板调理
主要采取中药熏洗、局部封闭方法。针对慢性患者,主要采取停止运动、采取关节镜手术等。半月板受损不可逆,因此这些方法只能减轻患者疼痛,不能使组织得到有效修复。
2.功能性替代品替换受损组织
半月板自然愈合能力有限,因此,临床上尝试用功能性替代品替换受损组织,以恢复正常半月板的功能。
但是这种疗法存在许多因素的担忧,如组织可用性、移植物与宿主的大小和形状不匹配、免疫原性、疾病传播以及植入后同种异体移植物的力学性能恶化等。
3.导管治疗、擦伤治疗和富血小板血浆(PRP)治疗
这种疗法对于较轻的损伤,侧重于促进半月板的自然愈合。尽管这些技术可能带来好处,但治疗方法也存在一定的局限性。
骨髓间充质干细胞治疗半月板损伤
半月板的修复最常用骨髓间充质干细胞(BMSCs),其次是滑膜间充质干细胞(SMSCs)。
在干细胞转化医学(Stem Cells Translational Medicine)期刊上,刊登的初期临床试验结果显示:骨髓间充质干细胞可以促进半月板损伤的宏观和微观愈合。其他来源的间充质干细胞也已成功地用于促进半月板的体内再生。
注:STEM CELLS TRANSLATIONAL MEDICINE 2017;6:1237–1248.
干细胞技术修复半月板损伤的作用机制
①干细胞可抑制主要组织相容性复合物的低水平表达(MHCⅠ、MHCⅡ),血管细胞粘附因子(VCAM-1),还会对T细胞增殖起到控制作用。
②将半月板细胞与间充质干细胞共同培养,发现间充质干细胞向纤维软骨表型分化,构建组织工程半月板,这有利于纤维基质的形成。
③干细胞注入膝关节后,其会粘附于受损的半月板表面,分泌生长因子、细胞因子,促进细胞自我增殖,为软骨提供营养,抑制软骨凋亡,并在体内归巢、存活、分化为软骨细胞,产生细胞外基质蛋白collagenⅠ和collagenⅡ,促进半月板组织重建,有效改善半月板损伤。
临床应用
①2013年,32例半月板损伤患者接受干细胞移植。几月后,采用视觉模拟评分法(VAS)、功能性评级系数及MRI评估法,对患者的ASCs混合物进行研究,发现该混合物中的主血管基质片段(SVF)、富血小板血浆(PRP)、透明质酸等指标得到显著提高,由此证明干细胞技术可以干预半月板损伤。
②2014年,在55例接受干细胞治疗的患者中,有部分患者关节切除。1年后,采用MRI追踪检测法,发现这些患者的半月板体积都显著增加。
展望
干细胞可以促使受损伤软骨组织得到有效修复,缓解患者疼痛,为半月板损伤的修复带来了希望。但仍需更为广泛的临床研究,以及进行大量的工作来确定最佳的间充质干细胞来源,并优化这些细胞的应用。未来发展方向在于如何最大限度地利用间充质干细胞的愈合能力,帮助修复半月板缺损,防止或减缓骨关节炎的进展。