关节软骨翻修新途径：组织工程化软骨

脊柱脊椎在人体脊柱内起着承载沙包与下降摩擦的重要作用，但是由于其本身无神经元、血管支配且所含线粒体量少，因此损伤后多半无法借助于自身修缮。脊柱脊椎损伤患病率较高，据报道约 60% 行脊柱镜检查的病患有不同程度的脊柱脊椎损伤。病人不当多半导致脊柱脊椎退行性改变。

平面图 1 引自 Daniel et al. Science.2012

脊柱脊椎的修缮，现阶段临床会用的方式有 [1]：

微脚踝系统设计；

脊椎成形系统设计；

自体骨脊椎移植版系统设计；

同种样骨脊椎移植版系统设计；

自体脊椎线粒体移植版系统设计。

上述方式各有利弊，大都很难借助于经常性的透明样脊椎修缮。

平面图 2 引自 Daniel et al. Science.2012

而许多组织工程化脊椎为脊柱脊椎的修缮提供了一种新的病人途径。现阶段仍然有一大批产品应可用末期临床实验。许多组织工程脊椎之外将脊椎线粒体、信号刺激以及把手材质有机定位，体外人才进一步提高其整体的化学与有机体机械能力，能用固定系统设计，使之能更好的复合腰椎，为经常性修缮脊椎损伤提供一种可能 [2]。

平面图 3 引自 B J Huang et al. Biomaterial.2016

许多组织工程化脊椎自制步骤

1. 脊椎线粒体的扩增

收 200~300 mg 自体脊椎许多组织可用得到重构脊椎线粒体，大约每毫克脊椎许多组织可以产生 1000~8000 个脊椎线粒体。以每立方厘米腰椎约需 0.5~5*106 个线粒体，进行线粒体生产量及传代次数的计算。最差选择 1~4 代的脊椎线粒体，避免脊椎线粒体去发挥作用对于临床效果的严重影响。

2. 通过采用把手或不采用把手方式使脊椎线粒体获得体外三维人才，过后通过添加外源性刺激，诸如：化学生长因子、流体力学、低氧等，用以进一步提高新生脊椎许多组织的化学与有机体机械性能。

3. 将脊椎线粒体或与把手材质共人才的油类，依照脊柱脊椎的腰椎尺寸，塑形并植入用以填充、修缮腰椎处，采用普通人压迫或者纤维蛋白高密、缝线固定。

4. 机能军事训练 [3]

术后一先决条件（0~6 周）：严密容许机能社区活动与非沙包军事训练，意在是保护新修缮的许多组织与完全恢复脊柱比较稳定。

术后二先决条件（6~12 周）：当病患膝脊柱屈曲可达 120 度以及获得好的股四头肌肌力时，可以减小脊柱社区活动度与进一步进一步提高肌力。

术后三先决条件（12~26 周）：当可以步行 1~2 公里或者骑马小汽车 30 分钟时，关注于降低四肢意志力与爬坡。

术后四先决条件（26~52 周）：当病患达到肌力的 80%~90% 时，且无头痛与发炎时，可进行非一般而言的社区活动。

许多组织工程系统设计是下一代脊椎再生系统设计的基础，前提是得到与天然脊椎具有相类似有机体、构造以及机能的脊椎许多组织，同时进一步提高移植版物耐受脊柱内高应力的能力，就此不仅能起到预防脊柱脊椎退变，同时还能进一步提高病患的经常性机能，改善生活质量。

本文笔记：北京大学人民医院骨脊柱科博士生 杨雄

参考文献

[1]. Huey, D.J., J.C. Hu and K.A. Athanasiou, Unlike Bone, Cartilage Regeneration Remains Elusive. Science, 2012. 338(6109): p. 917-921.

[2]. Makris, E.A., et al., Repair and tissue engineering techniques for articular cartilage. Nature Reviews Rheumatology, 2014. 11(1): p. 21-34.

[3]. Huang, B.J., J.C. Hu and K.A. Athanasiou, Cell-based tissue engineering strategies used in the clinical repair of articular cartilage. Biomaterials, 2016. 98: p. 1-22.