干细胞移植在膝关节运动创伤治疗
在膝关节多种运动创伤中,膝关节关节软骨损伤、半月板损伤和交叉韧带断裂基本不能治愈,且这些损伤发生后,解决膝关节关节软骨、半月板和交叉韧带的结构和功能重建的手术难度也都较大,因此这几种损伤属于膝关节难治性运动创伤。
膝关节难治性运动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,干细胞在运动医学领域中的应用研究越来越多,大量研究结果和临床实践均表明外周血来源的间充质干细胞在难治性运动创伤治疗中有一定的安全性和有效性。
外周血间充质干细胞(PBMSCs)的分化潜能与骨髓间充质干细胞(BMMSCs)相似,但具有采集方便安全的独特优势,是一种容易获取并应用于基础和临床研究的成体干细胞种子来源。
外周血间充质干细胞移植优势及治疗运动创伤的机制
外周血间充质干细胞具有良好的三系分化潜能,在不同的诱导条件下可以分化为软骨细胞、骨细胞、脂肪细胞等不同的谱系。
外周血间充质干细胞具有良好的免疫调节活性和旁分泌能力,能够释放合成细胞因子并直接分化成特异性结缔组织细胞,迁移到损伤部位,刺激祖细胞增殖,抑制细胞凋亡,促进组织修复,且不会影响周围未受损组织细胞的正常生理活动,是再生医学领域最有临床应用前景的种子细胞,对于难治性运动创伤的治疗具有重要意义。
外周血间充质干细胞具有成软骨能力强、耐缺氧、不良环境增殖能力强和干性维持好等特点,显示了其治疗难治性运动创伤的潜力。
外周血间充质干细胞在膝关节软骨、交叉韧带和半月板损伤治疗中的应用
外周血间充质干细胞移植在膝关节软骨损伤修复中的基础研究和临床应用
基础研究一:Zhao构建的PBMSCs复合改良脱 钙骨基质新型组织工程软骨对猪软骨缺损具有良好的修复作用。有研究结果表明,相比于单独使用透明质酸,联合PBMSCs的关节内注射可以在体内明显抑制大鼠骨关节炎(OA)的进展,关节内注射 PBMSCs是治疗OA的一种方便有效的方案。
临床应用一:应用PBMSCs治疗国际软骨修复协会(ICRS) Ⅲ/Ⅳ级软骨病变、不同病因的骨软骨病变、早期骨关节炎软骨病变和大面积全层软骨缺损的4项临床试验评价结果显示:治疗后患者KOOS评分、Lysholm评分、WOMAC评分、IKDC2000主观评分和Teg ner评分均较治疗前有所改善。
临床应用二:应用PBMSCs治疗ICRSⅢ/Ⅳ级软骨病变、不同病因的骨软骨病变、早期骨关节炎软骨病变和大面积全层软骨缺损的6项临床研究使用MRI、X射线或CT来评估修复效果,其中有4项人体研究报告了经PBMSCs治疗后ICRS评分改善,组织学观察到软骨再生明显。
外周血间充质干细胞在膝关节交叉韧带损伤修复中的大动物模型和细胞模型研究
有学者研究了外周血间充质干细胞在膝关节交叉韧带损伤治疗中的安全性和有效性。
动物研究一:一项马同种异体外周血间充质干细胞静脉注射研究证实了外周血间充质干细胞移植对大动物的安全性。 291匹正常马接受了多次静脉注射同种异体来源的外周血间充质干细胞,均未表现出不良反应,表明同种异体外周血间充质干细胞移植的静脉注射是安全的。
动物研究二:刘等人在猪猪前交叉韧带(ACL)横断的膝关节模型中注射PBMSCs进行修复,结果发现注射前后的交叉韧带成熟度指数、生物力学和组织学方面有了显著性改善。
外周血间充质干细胞移植在治疗膝关节半月板临床应用
临床案例三:2016年Kassis等对6例无血管半月板损伤患者进行干细胞疗法为手段的干预,随访24个月后,发现所有患者症状均得到显著改善,其中5例症状消失,半月板损伤彻底治愈,而另外1例通过接受后续半月板切除手术后最终也得到改善,所有患者均未发生不良反应。
临床案例四:2019年,国内医学界科学家针对10例半月板损伤患者开展干细胞 移植临床研究,随访3个月,科技对患者所用细胞和干预方案的临床安全性、有效性进行专业性的评估,其结果显示效果均为良好。
小结与展望
目前研究结果已经显示其在关节软骨损伤修复和交叉韧带损伤治疗方面的潜在价值,尤其在关节软骨损伤修复方面,外周血间充质干细胞移植修复大面积软骨损伤已经在临床上得到应用。
干细胞移植为膝关节关节软骨损伤、半月板损伤和交叉韧带断裂修复带来希望。
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