關節炎新方法！南加州大學：一種現成的干細胞生物植入物，讓有缺陷的關節軟骨實現長期恢復

骨關節炎是一種退行性疾病，雖不致命但會致使患者運動能力受限，甚至致殘。

其中，緩沖關節中骨骼結合面的關節軟骨保護層的退化，是限制運動并導致慢性疼痛的關鍵，而一旦關節軟骨受到侵蝕，臨床也無能為力，關節置換術是唯一的解決辦法，但也并非完美方案。

來自南加州大學的研究人員正在開發一種基于干細胞的低溫保存生物植入物，可以在關節炎發作前修復關節軟骨，他們已經在動物模型中證明了它的功效，目前正在致力于將該種治療方案轉化為臨床，為更多關節炎患者帶來益處。

△ 骨關節炎的X射線圖像

干細胞

在磨損之前挽救關節炎

培養關節軟骨細胞的一個挑戰就是發育性ESC（胚胎干細胞）的限制，而該團隊已表明，使用源自人類胚胎干細胞 (hESC) 的軟骨細胞，可以將滑膜關節中有缺陷的關節軟骨長期恢復到完整厚度。

研究人員首先在體外從hESC中提取關節軟骨細胞，并研究了這些細胞的益處。他們利用關節軟骨產生局灶性病變的活豬，以多種計量和不同載體對細胞進行了測試。評估了直接注射游離關節軟骨細胞和將關節軟骨細胞嵌入膠原膜支架，其中，膜包埋移植給出了最好的結果，并被開發成Plurocart生物植入物。

Plurocart 是一種用干細胞衍生的軟骨細胞接種的支架膜，軟骨細胞負責產生和維持健康的關節軟骨組織，在骨關節炎的豬模型中，Plurocart 成功修復軟骨并延緩關節退化。

△ 研究團隊開發了一種名為Plurocart的聯合保存技術

研究者表示，該療法通過針對整體健康關節的缺陷，可以在關節炎開始之前就能阻止病變發生。除了結構完整性和細胞保留外，在支架上移植細胞的一個優勢是大量的ECM共同轉移。

這些干細胞衍生的軟骨細胞接種膜，在培養皿中成熟長達兩周，可以細胞充分的產生這種生物活性基質，ECM是生長因子、有絲分裂原和其他信號分子和結構分子的倉庫。

最終，在六個月結束時，研究小組發現：植入的人類軟骨細胞融入了豬的關節軟骨病變中。這些外源性植入細胞會分泌因子，在宿主細胞中誘導內源性再生反應，恢復的關節軟骨由人類和誘導的豬細胞組成，這些細胞變成了關節軟骨。

再生醫學

顛覆骨科治療的未來新希望

關節軟骨是非常特殊的部位，要足夠柔軟可以支持運動，也要足夠堅固可以防止骨骼的損壞。在我國，有1.3億之多的關節炎患者都在飽受痛苦折磨，找到有效的替代療法迫在眉睫。

該研究團隊利用hESC衍生的軟骨細胞，其分子和細胞特性與人類胎兒軟骨細胞相似——強效、合成代謝、增殖，并且能夠產生大量ECM。

我們知道，成體軟骨細胞一旦受損，就不會重建，而通過培養皿中的干細胞產生相似的軟骨細胞卻可以解決這一難題，再生醫學的發展正成為有效對抗骨關節炎治療的新希望。

而不止關節炎，再生醫學也正專注于細胞植入以啟動肌肉骨骼結構的愈合，引入現代干預措施，如富含血小板的血漿、間充質干細胞和注射可誘導愈合反應的生物材料等等。

越來越多的科學家、醫療工作者也正將骨科生物學作為其標準實踐的一部分，利用再生醫學治療骨關節炎和肌腱等疾病。

再生醫學有望延遲并可能減少對退行性關節病癥和肌肉骨骼損傷患者的手術干預，在不久的將來，我們可能會看到骨科生物制劑被用作關節炎等疾病的中間地帶，介于保守治療（如類固醇注射）和手術之間，也可能會看到關節置換方式的徹底改革——從金屬和陶瓷關節置換轉向生物置換和再生。

參考資料：

https://www.genengnews.com/topics/translational-medicine/stem-cell-based-cryopreservable-bioimplants-for-arthritis/