組織工程再造顳下頜關節盤的研究進展

楊美靜，楊敏，王利山

（1.濰坊護理職業學院，山東　濰坊　262500；2.彌河中心衛生院，山東　濰坊　262500）

組織工程再造顳下頜關節盤的研究進展

楊美靜1，楊敏1，王利山2

（1.濰坊護理職業學院，山東濰坊262500；2.彌河中心衛生院，山東濰坊262500）

組織工程再造是近幾年出現的修復組織缺損的有效手段之一。利用組織工程的方法再造顳下頜關節盤的實驗研究取得一些成果?，F就組織工程再造顳下頜關節盤提出的背景、細胞來源、支架材料、生長因子等作一綜述。

組織工程；顳下頜關節盤；支架材料

顳下頜關節盤是位于下頜髁突和顳骨關節窩之間的纖維軟骨樣組織，是顳下頜關節行使功能的主要組成部分。成人關節盤缺乏血管、淋巴管和神經，組織結構單一，代謝緩慢，缺損后難以自行修復，最終發展為關節盤穿孔、破裂。關節盤不能修復的患者最后只能選擇關節盤摘除術。關節盤組織工程再造為關節盤疾病治療提供了一個較好的選擇。

1　組織工程再造關節盤提出的背景

顳下頜關節（temporomandibular joint，TMJ）疾病病因和病理機制復雜，但多與關節盤移位、變形以及關節功能異常高度相關。龍星等［1］的研究表明，顳下頜關節盤前移位的程度與骨關節病有關，關節盤前移位越明顯，越易出現骨關節病。對于嚴重病損的顳下頜關節盤曾使用滑膜瓣轉移、膠原膜和患者自體皮膚移植以及化學合成物（如Vitek ProplastⅡ等）作為關節盤的替代品進行修復，但由于當時缺乏對TMJ結構及其疾病過程的深刻認識，移植物引發的免疫反應同時也加速了組織的退行性變，治療最終都以失敗告終。組織工程技術在其他領域中的成功應用提示組織工程再造顳下頜關節盤是一項有前景的顳下頜關節疾病治療途徑。

近年來，許多科研工作者開始將組織工程技術應用于關節盤再造的研究。焦巖濤等［2］對日本大耳白兔髁狀突軟骨細胞進行細胞微載體大規模擴增，將擴增后的軟骨細胞接種于組織引導再生膠原膜，于體外培養后植入4只同種成年兔皮下，植入12周后，髁狀突軟骨細胞在膠原膜內生長良好，植入成年兔體內12周后可形成乳白色類軟骨樣組織，表面光滑，有彈性。甲苯胺藍染色，細胞周圍基質呈異染性。張銘等［3］將兔耳廓軟骨細胞接種于纖維蛋白原中，固化成為膜片狀后，將負載軟骨細胞的纖維蛋白植入裸鼠背部皮下組織中，兩個月后取材時裸鼠背部形成亮白色膜片狀組織，具有一定彈性和韌性。組織學檢查見新形成的組織由軟骨構成，纖維蛋白已完全吸收。以上實驗說明利用纖維蛋白負載軟骨細胞，可以有效進行顳下頜關節盤再造。

2　組織工程再造關節盤的細胞來源

由于自體關節盤軟骨量少、取材困難，因而組織工程再造關節盤的細胞來源問題，成為當前制約關節盤組織工程發展的主要因素之一，尋找一種合適的、來源廣泛、獲得簡便的種子細胞便成為關節盤組織工程再造的關鍵。

2.1自體或異體關節盤細胞

由自體或異體提供的關節盤細胞是關節盤組織工程再造的一種理想細胞源，可利用對健側關節盤細胞通過體外大量擴增進行組織構建，也可利用自體受損關節盤細胞在體內的生物力學信號進行組織構建［4］。舒維娜等［5］切取1月齡山羊顳下頜關節盤，用II型膠原酶消化獲得關節盤纖維軟骨細胞并進行培養。他們認為體外分離培養的山羊顳下頜關節盤纖維軟骨細胞具有較強的增殖能力，1～3代細胞可作為顳下頜關節盤組織工程再造的種子細胞。

2.2患者健側TMJ軟骨或其他部位軟骨組織細胞

軟骨細胞可作為關節盤組織工程再造潛在的細胞來源。軟骨細胞來源廣泛，容易獲得，供區組織創傷小，患病率低、并發癥少。因此，軟骨細胞尤其是肋軟骨細胞可作為關節盤組織工程再造的細胞來源之一。

2.3骨髓間充質干細胞

該細胞是一種具有黏附性、成纖維細胞樣作用的多潛能非造血系干細胞，存在于許多組織中，目前可以從骨髓、脂肪等組織中分離提?。?］，具有干細胞功能，在體外不同的誘導環境下能分化成多種細胞。在適當的誘導條件下，骨髓間充質干細胞可分化成軟骨細胞、成骨細胞等［7］。蘇雪蓮等［8］原代分離培養出山羊的骨髓間充質干細胞，利用不同濃度的堿性成纖維細胞生長因子進行誘導，發現骨髓間充質干細胞可向顳下頜關節盤成纖維細胞樣形態分化，提示骨髓間充質干細胞有向顳下頜關節盤細胞分化的形態學基礎。寧曉婷等［9］將滑膜間充質干細胞和軟骨細胞共同培養，利用軟骨細胞分泌的生長因子及細胞間的相互作用誘導滑膜間充質細胞向軟骨細胞轉化。因此，在一定條件下，骨髓間充質干細胞是關節盤組織工程再造較為理想的細胞來源。

2.4胚胎干細胞

胚胎干細胞是一種從胚胎囊胚期細胞團中分離得到的、具有全能分化特性的、能在體外長期培養的高度未分化細胞。由于目前應用方面存在倫理學問題及體外培養條件苛刻（如其生長需要飼養層細胞存在），因此，對此類細胞的應用被限制。

2.5真皮成纖維細胞

該細胞具有可以產生Ⅰ型、Ⅲ型膠原的特性，因此可作為關節盤組織工程再造的又一細胞來源。Almarza等［10］將真皮成纖維細胞與肋軟骨細胞體外1∶1共培養，形成的細胞外基質明顯增多，還有改善生化組成和組織形態的趨勢，且構建組織的壓縮特性與關節盤細胞構建組織無明顯差異。

3　組織工程再造關節盤的支架材料

支架材料作為種子細胞的細胞外基質替代物及再生組織的框架，其特性直接影響種子細胞的生物學特性，影響細胞生存、遷移、增殖和功能代謝，最終影響骨組織構建的成敗。目前應用于組織工程的細胞外基質支架材料主要分為兩大類：（1）天然材料，如膠原、透明質酸、層黏連素及藻酸鹽類等；（2）人工合成材料，如聚羥基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚羥基乙酸及聚乳酸的共聚物（PGA-CO-PLA）等。纖維蛋白作為軟骨組織工程研究的載體材料，在生物學和物理特性上具有一定優勢。更為重要的是，纖維蛋白可以從患者血漿中提取，因此可以制備成為自體生物材料而進行組織工程軟骨的構建［11］。雖然支架材料種類繁多，但尚未找到特別理想的支架材料。

4　組織工程再造關節盤的生長因子

生長因子是組織工程中最常用的生物學信號分子。Hanaoka等發現，血小板衍生生長因子的質量濃度在5 μg/L以上對關節盤細胞的增生和膠原合成作用顯著，即適宜質量濃度的血小板衍生生長因子對顳下頜關節盤組織工程再造是有效的。Detamore等在研究血小板衍生生長因子、堿性成纖維細胞生長因子、胰島素樣生長因子和轉化生長因子-β1對接種到二維生長物與聚乳酸表面的關節盤細胞的影響時發現，不同生長因子對細胞增生、膠原合成和復合物的力學性能具有上調效應。

顳下頜關節盤對于顳頜關節結構和功能的維持具有重要作用，缺損后難以自行修復，目前的治療方法包括關節盤摘除、自體筋膜植入、硅膠植入、金屬支架植入等，但治療效果均不理想，用再造的關節盤作為間置物進行關節骨病及關節強直的治療，可能具有良好的應用前景。

［1］龍星，李金榮，陳新明，等.兔顳下頜關節盤移位與骨關節病關系的評價［J］.中華口腔醫學雜志，1998，33（5）：264-266.

［2］焦巖濤，馬緒臣，張震康，等.組織工程重建兔顳下頜關節盤軟骨［J］.中華創傷雜志，2001，17（1）：20-22.

［3］張銘，趙麗，陳富林，等.顳頜關節關節盤再造的研究［J］.臨床口腔醫學雜志，2009，25（5）：271-273.

［4］Allen K D，Athanasiou K A.Tissue engineering of the TMJ Disc：A review［J］.Tissue Eng，2006，12（5）：1183-1194.

［5］舒維娜，康宏，張衛平，等.山羊顳下頜關節盤細胞體外培養研究［J］.實用口腔醫學雜志，2010，26（2）：165-168.

［6］Jiang Y，Jahagirdar B N，Reinhardt R L，et al.Pluripotency of mesenchymal stem cells derived from adult marrow［J］.Nature，2002，418（6893）：41-49.

［7］Johans D E，Athanasiou K A.Improving culture conditions for temporomandibular joint disc tissue engineering［J］.Cells Tissues Organs，2007，185（4）：246-257.

［8］蘇雪蓮，包廣潔，康宏，等.山羊骨髓間充質干細胞向纖維軟骨分化的形態學改變［J］.中國組織工程研究，2014（6）：860-865.

［9］寧曉婷，邵博，龔忠誠，等.滑膜間充質干細胞與軟骨細胞三維條件下混合培養向軟骨細胞的分化［J］.中國組織工程研究，2014（34）：5434-5440.

［10］Almarza A J，Athanasiou K A.Effects of hydrostatic pressure on TMJ disc cells［J］.Tissue Eng，2006，12（5）：1285-1294.

［11］Eyrich D，Brandl F，Appel B，et al.Long-term stable fibrin gels for cartilage engineering［J］.Biomaterials，2007，28（1）：55-65.

R782.6

A

1671-1246（2016）03-0143-02