紅網時刻4月29日訊（通訊員 嚴麗）近日，中南大學湘雅醫院運動醫學科、「器官損傷衰老與再生醫學」湖南省重點實驗室、湖南省運動與健康工程研究中心、中南大學湘雅醫院-國際華人骨研學會（ICMRS）運動醫學聯合研究中心呂紅斌教授團隊在生物材料領域頂尖學術期刊《Biomaterials》（IF=10.273）上連續發表2篇原創性論文，分別介紹了兩種促進骨腱界面再生的新型組織工程治療策略。
構建功能化脫細胞纖維軟骨基質移植物，促進巨大肩袖撕裂修復
4月17日，《Biomaterials》在線發表了題為「Functional decellularized fibrocartilaginous matrix graft for rotator cuff enthesis regeneration: A novel technique to avoid in-vitro loading of cells」的原創性論文。中南大學湘雅醫院呂紅斌、胡建中教授為該文並列通訊作者，陳燦醫師/博士後為獨立第一作者，中南大學湘雅醫院為第一作者單位。該研究構建了一種功能化脫細胞纖維軟骨基質移植物，為開發骨腱界面組織工程治療方案提供了一種新模式。
肩袖撕裂是一種常見的運動損傷，威脅著廣大運動愛好者及專業運動員的健康。手術修復雖能恢復損傷肌腱與其附著骨組織的連接，但是止點處無法快速優質再生骨腱界面結構，易發再次撕裂。
組織工程技術的發展為促進肩袖止點處骨腱界面再生提供了新策略，然而現有組織工程移植物多採用體外負載細胞於支架的方式構建。這類負載細胞的移植物製備過程繁瑣費時、保存困難。手術植入後，這類移植物內負載細胞受到局部缺血、缺氧、炎症環境的影響，將大部分失活。
為此，呂紅斌教授團隊製備了一種具有高膠原親和力的重組趨化因子SDF-1α（簡稱C-SDF-1α），並將其綁縛在書頁形脫細胞纖維軟骨基質(BDFM)的膠原纖維上，從而構建了一種可持續募集CXCR4陽性幹細胞且具備成軟骨誘導活性的脫細胞纖維軟骨基質移植物，用於修補巨大肩袖撕裂。
當患者術後炎症反應消退後，在關節腔注射CXCR4陽性滑膜間充質幹細胞，移植物通過緩釋SDF-1α募集所注射的幹細胞遷入肩袖止點損傷處，協同移植物促進巨大肩袖撕裂修復。
此方案避免了體外負載幹細胞於支架，保障了植入細胞的有效率，為開發骨腱界面組織工程治療方案提供了一種新模式，極大便於臨床推廣應用。
（原文連結：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.119996）
「書頁狀」組織切割法，促進骨腱界面損傷後快速優質再生
2月18日，《Biomaterials》在線發表了題為「Structure and ingredient-based biomimetic scaffolds combining with autologous bone marrow-derived mesenchymal stem cell sheets for bone-tendon healing」的原創性論文。中南大學湘雅醫院呂紅斌、胡建中教授為該文並列通訊作者，博士研究生湯逸夫為該論文的獨立第一作者，中南大學湘雅醫院為唯一作者單位。該研究成功製備了結構與成分雙重仿生支架，為促進骨腱界面損傷修復提供一種新的組織工程治療策略。
骨腱界面由梯度漸變的骨、纖維軟骨和肌腱三層組織構成，具有傳遞和緩衝肌肉收縮力的作用，骨腱界面損傷後快速優質再生一直是運動醫學領域亟待解決的難題。
為便於大塊骨、纖維軟骨、肌腱組織脫細胞，呂紅斌教授團隊創新設計了一種「書頁狀」組織切割法，預先將緻密的骨、纖維軟骨和肌腱組織切割為「書頁狀」，從而在實現高效組織脫細胞的同時，保留原組織微觀結構和基質成分。
該研究模仿正常骨腱界面骨-纖維軟骨-肌腱三相結構，採用支架堆疊並包夾骨髓間充質幹細胞片的模式，構建具備三相結構及成分仿生的組織工程移植物，並從組織學、影像學、生物力學等方面證實其促進骨腱界面損傷修復的效應，為骨腱界面再生提供一種新的組織工程策略。
（原文連結：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.119837）
呂紅斌教授團隊長期致力於「骨腱界面損傷修復機制與再生策略」研究。2015年起，團隊開始探索緻密組織脫細胞的優化方案及脫細胞基質材料在運動系統組織損傷修復中的應用。相關研究成果先後發表於《Biomaterials》《ACS Applied Materials & Interfaces》《Am J Sports Med》《J OrthRes》《J OrthTran》等國際權威期刊。基於脫細胞基質材料的相關研究已申報國家發明專利7項，目前已經授權2項。該系列研究分別得到國家自然科學基金重點項目（81730068）、面上項目（81472072）、青年科學基金項目（81·902192）資助。未來，本團隊將繼續基於脫細胞技術，研發具有優越臨床轉化前景的前交叉韌帶重建、骨及韌帶缺損修復、半月板修復、關節軟骨再生、皮膚創面修復的系列組織工程產品。
【相關論文連結】
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.119996
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2020.119837
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b20563
https://doi.org/10.1177/0363546519849657
https://doi.org/10.1177/0363546518820324
https://doi.org/10.1002/jor.24255
延伸閱讀：
呂紅斌教授為中南大學湘雅醫院運動醫學教授、一級主任醫師、研究員、博士生/博士後導師。擔任「器官損傷衰老與再生醫學湖南省重點實驗室」主任，「湖南省運動與健康工程研究中心」主任，中南大學湘雅醫院-國際華人骨研學會（ICMRS）運動醫學聯合研究中心主任，國家臨床重點專科、湖南省重點學科運動醫學專業學科帶頭人，湖南省高層次衛生人才「225」工程領軍人才。兼任中華醫學會運動醫療分會委員、中國醫師協會運動醫學醫師分會常務委員、中國研究型醫院學會運動醫學專業委員會副主任委員、中國老年學和老年醫學學會運動醫學分會常務委員、湖南省醫學會運動醫療專業委員會主任委員、美國骨科研究學會（ORS）會員及同行評議專家、Fellow of International Combined Orthopaedic Research Societies (國際骨研學會會士）、瑞士AO基金會基金項目同行評議專家、國際華人肌肉骨骼研究會（ICMRS）終身會員、《Journal of Orthopaedic Translation》編委。
曾先後主持國家自然科學基金重點項目、面上項目，高等學校博士學科點專項科研基金，湖南省自然科學基金等以及其他國家、省部級各類科研項目30餘項，並多次獲得國際研究項目資助，如國際骨肌肉關節研究基金AO Research Fund等。
呂紅斌教授課題組致力於「骨腱界面損傷修復機制與再生策略」的基礎和臨床研究十餘年，取得了一系列原創性研究成果。具體如下：1）利用先進的上海同步輻射成像技術，解析了正常和損傷的骨腱界面的超微形態結構、礦物質元素含量分布、膠原含量分布特性，並構建了數位化模型；2）基於動物模型，定義了骨腱界面損傷再生過程分期及各期特點，證實骨腱界面再生質量與新生骨的體積、礦物質含量密切相關，創新提出骨腱界面損傷後新生骨的再生情況可作為評估其再生質量的關鍵指標；3）創新性將多種應用於臨床治療骨折不癒合/骨不連的生物物理治療（LIPUS、CMF、FES、ESW）引入骨腱界面損傷治療領域，拓展其臨床適應症，並對其治療策略優化及作用機制進行了系統研究；4）針對科學康復鍛鍊治療（力學刺激）具有改善術後骨腱界面損傷修復效果這一臨床現象，創新性引入巨噬細胞極化介導的免疫微環境及幹細胞表面初級纖毛調控理論，探索了科學康復鍛鍊對運動損傷修復的作用機制；5）基於脫細胞技術，通過優化脫細胞方案實現了骨、纖維軟骨、肌腱組織內細胞物質有效去除及原組織生物活性成份最大化保留，開發了適用於肌骨系統再生的去細胞骨、纖維軟骨、肌腱書頁支架，模擬骨腱界面骨-纖維軟骨-肌腱三層結構，構建了新型骨-纖維軟骨-肌腱三相組織工程移植物。