改进肌腱损伤治疗方法研究有新进展


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近日,东南大学附属中大医院芮云峰教授课题组在《MaterialsTodayBio》(IF=8.628,中科院一区)杂志上在线发表了题为“Injectableself-assembledGDF5-containingdipeptidehydrogelsforenhancedtonrepair”的原创性研究论文。芮云峰教授为本文通讯作者,东南大学医学院2021级博士研究生张明为本文第一作者。


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研究背景

肌腱是连接肌肉和骨骼的重要组织,在传递力量和保持身体运动方面发挥重要作用。然而,肌腱容易因各种因素而损伤,例如过度运动、创伤、糖尿病、衰老等,严重时可引起肌腱破损,导致患处剧烈疼痛和运动功能障碍[1]。由于肌腱少细胞,少血管的组织学特点,其损伤后愈合缓慢而复杂,这严重影响了普通人的劳动能力,缩短了专业运动员的职业生涯[2]。

目前,肌腱损伤的治疗方法主要包括保守治疗和手术修复[3],但这些方法都有其局限性。保守治疗需要较长的恢复期,通常无法完全恢复肌腱结构和功能[4]。而手术修复能较好地解决受伤的肌腱,但包括肌腱粘连等术后并发症也常伴发生[5]。因此,有效修复损伤肌腱,促进肌腱再生及减少并发症,已成为近年来该领域研究的重要课题。

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研究介绍

改进肌腱损伤治疗方法研究有新进展


GDF5@DPH合成及体内外验证其促进TSPCs成腱分化和肌腱修复作用。

在本研究中,芮云峰教授团队使用P11-4和P11-8两种多肽[6]在特定条件下合成可注射的自组装双多肽水凝胶(Dipeptidehydrogel,DPH),并将其与生长分化因子5(Growthdifferencefactor5,GDF5)结合形成新的功能性水凝胶GDF5@DPH。


DPH及GDF5@DPH合成及成胶特性。

研究结果显示,相比其它植入材料,GDF5@DPH具有一定的优势特点。

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GDF5@DPH具有更加优异的生物相容性:该水凝胶主要成分为氨基酸,这与肌腱的主要构成相似。此外,由于GDF5@DPH的自组装特性,避免了外源性化学交联剂的使用,最大限度地减少免疫反应和异物排斥。

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GDF5@DPH具有优异的载药能力,因为它可以通过调节溶液温度和pH等参数来精确控制,从而调节水凝胶的结构和性质,以实现药物的持续释放和延长效果。

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GDF5@DPH具有良好的生物活性:支持细胞附着、增殖及迁移,促进肌腱干细胞(TonStem/ProgenitorCells,TSPCs)成腱分化和肌腱组织再生。

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GDF5@DPH具有良好的抗炎特性:在组织损伤修复过程中能有效抑制炎症介质的释放和作用,进而有利于损伤肌腱的再生修复。

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具有较好的可注射性:GDF5@DPH具有合适的粘度和流变特性,便于通过注射器注射到特定部位进行局部治疗或内部组织注射,而无需手术植入,避免切开手术并发症的发生。


水凝胶的表征


水凝胶的降解及缓释特性


水凝胶的生物相容性和促TSPCs增殖能力


水凝胶促TSPCs成腱分化能力


体内GDF5@DPH促兔跟腱损伤的修复能力


不同干预后跟腱损伤修复处组织学染色及评估


GDF5@DPH抑制损伤修复组织中炎症介质IL-1β、IL-6及TNF-a的生成和作用

本研究的结果将有利于进一步改进肌腱损伤的治疗方法,最终提高治疗效果,减轻患者痛苦。

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张明,东南大学医学院2021级博士研究生。


芮云峰,东南大学教授、主任医师,博士生导师、博士后合作导师,南京医科大学(兼职)博士生导师。香港中文大学博士、博士后。现任东南大学附属中大医院骨科行政副主任,东南大学医学院院长助理、临床技能中心主任、外科学系副主任,东南大学创伤骨科研究所副所长。

兼任江苏省医师协会第三届理事会理事、江苏省老年医学学会常务理事、江苏省老年医学学会老年骨科学分会主任委员、江苏省医学会创伤医学分会副主任委员、江苏省医师协会骨科医师分会创伤学组副组长。

入选江苏省“六大人才高峰”高层次人才选拔培养对象,江苏省高层次卫生人才“六个一工程”拔尖人才培养对象,江苏省第五、六期“333工程”第三层次培养对象和江苏省“十三五”科教强卫医学重点人才。

从事严重多发创伤、老年骨创伤和急慢性肌腱损伤的临床与科研工作20余年。主持各级、各类课题20余项,其中国家自然基金项目3项。发表本专业相关学术论文170余篇,其中第一、通讯作者论文100余篇,SCI收录60余篇。受聘为《JournalofOrthopaedicTranslation》《中国修复重建外科杂志》等4个国际/国内学术杂志编委。主译《老年骨科学》,主编《创伤骨科手术病例精要》,参编《老年髋部转子间骨折》(第二版)。担任科技部生物材料核心库专家、教育部学位与研究生教育发展中心评审专家、国家自然基金委评审专家、教育部人事司人才计划评审专家、上海市、江苏省和江西省科技专家库专家、江苏省卫生健康系统科技咨询专家、南京市卫生科技发展专项基金评审专家。

参考文献

[1],,,,,,,OutcomesandComplicationsFollowingChronicPatellarTonRepair:ASystematicReview,Cureus15(7)(2023)e41713,.

[2],,,RehabilitationandReturntoWorkandSportAfterRotatorCuff,ClinSportsMed42(1)(2023)175-184,.

[3],,AchillesTonRuptureRepair:SimpletoComplex,ClinPodiatrMedSurg40(1)(2023)75-96,.

[4],,NonoperativeTreatmentofRotatorCuffTears,PhysMedRehabilClinNAm34(2)(2023)335-355,.

[5],,,,,,,OutcomesandComplicationsFollowingChronicPatellarTonRepair:ASystematicReview,Cureus15(7)(2023)e41713,.

[6],,,,,,,,,,,,,,,InjuredAchillesTonsTreatedwithAdipose-DerivedStemCellsTransplantationandGDF-5,Cells7(9)(2018),.


小编团队

策划、审核|程守勤

编排|刘敏

校对|王倩

中大医院融媒体中心出品

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