关节软骨损伤组织工程修复
软骨再生的研究现状和前景
软骨再生的研究现状和前景软骨是人体中的一种重要组织，它覆盖着关节表面和气管等内腔。
软骨的特点是不含血管和神经，不能自行修复。
因此，软骨损伤的治疗一直是医学中的难题。
在过去的几十年里，随着细胞和生物材料学的发展，科学家们正不断探索软骨再生的新方法。
本文将探讨软骨再生的研究现状和前景。
一、研究现状1. 自体软骨移植过去，自体软骨移植一直是治疗软骨损伤的主要手段。
该方法的优点是可以使用患者自己的软骨，在免疫方面相对较好。
但是，由于损伤面积大、愈合时间长且损伤后容易出现二次损伤，自体软骨移植仅适用于少量软骨损伤的治疗。
2. 生物活性材料种植生物活性材料种植旨在创造一种模拟自然软骨环境的“人工软骨”来治疗软骨损伤。
该方法的优点是手术简单、愈合时间短、可实现较好的组织工程。
但是，生物活性材料种植还存在一些缺陷，例如材料与周围组织的相容性、材料的耐久性等方面还需要进一步研究和改进。
3. 细胞治疗细胞治疗是在体内或外培养细胞，以帮助软骨修复和再生。
该方法的优点是可以使用患者自己的细胞进行修复，以减少排斥等问题。
但是，细胞治疗依赖于术前和术后细胞的收集和培养，操作难度大，治疗成本高。
4. 基因治疗基因治疗是指人工合成的DNA编码人类生长因子或身体自身产生的基因从体外转移到体内，以促进生理过程或抗疾病。
该方法的优点是能在体内产生有利于软骨生长的蛋白质，具有强大的生物功能活性和跨界治疗优势，但其技术仍处于研发状态，需要进一步探索和完善。
二、研究前景随着生物技术和材料科学的迅速发展，软骨再生领域也出现了新的研究方向和方法。
1. 三维打印技术三维打印技术是一种先进的数字制造技术，可制造复杂形状的人工软骨，如人工氧化膜、人工骨和人工软骨等。
它的研究前景广阔，例如使用三维生物打印技术制造氧化膜、细胞外基质、骨基质、骨骼肌细胞和软骨细胞等活性材料，将为人类生产高质量、完全定制、精确合适的材料。
2. 基因编辑技术基因编辑技术是一种指定基因的定点突变或修剪，以产生所需的基因变异的技术。
运用生物材料促进关节软骨修复与再生的研究进展
信号的调节传递系统 。具有如 下作用 ：①从结构上加填补缺 损并防止周 围组织的塌陷 ； ②协调 内源性宿主细胞 的反应 ， 包
括主要的细胞迁移 、 殖和分化过程 ； 增 ③及时降解 ， 以促使组 织长人 ， 并对细胞外基质 （ Ｃ 起 正确的导 向作用 ； Ｅ Ｍ） ④满足外
科 手术 的需要 。虽然生物材料 支架能够调节细胞 粘附、 迁移、 增殖、 分化和组织再生等过程 ， 但很难在一种生物材料上很成 功的将 这些信 号同时合理体现 ［］ ４， 这使得生物材料调节 的信 号传递 系统方面 的研究颇 具挑 战性 。
细胞移植（ Ｃ ） Ａ Ｉ已被证 明是最具有应用 前景的治疗方法 。然
的性能。生物材料 的设计力求能够模仿细胞微环境 ，增强其 生物降解性 和生物相容性 ， 调节宿主细胞的反应 ， 并以细胞传
递的方式引导移植细胞群进行软骨整合和功能性再 生。精确
控制微环境的信号可调节主要的细胞过程 ， 如迁移 、 和分 增殖
利于细胞与基质信号之 间的信 号传递 ， 也有 利于细胞调节支 架的生物 降解 ［ …。尽管凝胶有这些优势 ， 但多孔支架 因为其
具有较好 的机械性能 、更接近于原生 的软骨组织等优点仍然
被普遍采用 。控制多孔支架的几何信号也会显著影响细胞过
程和组织再生 。 有研 究结果表 明 【 ］以胶 原蛋 白为基础的、 ｌ， １ 由
分化和组织形态发生等 细胞 过程 ， 在结 构和功能方面重建 可
或重构一个组织 ， 所以是治疗软 骨损 伤的理想选择 。生物材
生物化学和生物物理学信号 。重塑和修复组织 的原生状态 和
抗生血管生成 也是 长期 维持软骨细胞 功能的关键 ［ ］ 。在外 科干预的过程 中 ， 不可避免地要对 正在接受治疗的及其周 围
解析与重塑软骨组织修复再生微环境
组织工程技术对半月板损伤治疗观点
组织工程技术对半月板损伤治疗观点摘要：半月板损伤在临床工作中常见，治疗方法也是多种多样，然而因半月板结构的特殊性使其损伤后愈合较为困难。
半月板损伤造成膝关节内结构改变，可进一步引起一系列临床改变，并对关节软骨产生机械性损伤，久之骨性关节炎必然发生，给病人增加痛苦，给社会增加负担，所以积极寻找半月板的治疗方法是治疗半月板损伤的关键所在，研究人员一直在努力寻找新的材料用于半月板缺损的替代治疗，虽然已经采用许多不同性质的材料制造半月板代替品，但各材料之间的性质各有差异，尚未找到一种单一用于半月板假体制造的生物材料，本文对半月板损伤及组织工程半月板材料一些观点进行讨论。
关键词：半月板损伤；组织工程；治疗1半月板的治疗及组织学治疗观点半月板位于人体膝关节内股骨髁和胫骨平台之间的纤维软骨垫[1]。
主要作用为减少股骨髁及胫骨平台的接触面积，从而减少股骨髁与胫骨平台的摩擦系数。
半月板分为三个区域，由外到内依次为红区、红白区、白区[2]，各分区的胶原纤维组成略有不同，红区富含血管损伤之后可通过血细胞提供养分进行愈合，白色区域不含血管，半月板细胞主要通过关节液进行营养物质摄取，所以半月板白区一旦损伤几乎无愈合之可能。
半月板损伤的治疗可通过采用缝线缝合，可吸收锚定固定及生物蛋白胶等进行治疗，但这些方法只对外侧红区有治疗效果，对无血液循环的白区效果较差，所以对白区的损伤在医学界一直认为是治疗的难题。
对于半月板损伤同种异体半月板移植是目前治疗最为有效的方法[3]，但是只对一些特定患者有效，半月板移植一些并发症，包括一些疾病的传播、免疫排斥及股骨髁及胫骨平台的适配性等方面也需要重视[4]。
组织工程技术是治疗半月板损伤较为重要的方法，其可以通过制备组织结构相匹配的可吸收的模型，进行半月板缺损替换，从而治疗半月板缺损。
组织工程半月板中生物材料是较为主要的，理性的生物材料应该具有允许细胞在其表面附着生存、迁移和增殖的能力，具有孔隙互联性，较高的孔隙率及支撑作用[5]，提供适当的生物学及生物相容性，降解产物对组织结构无不良反应，具有一定的降解速率，植入人体时，可在一定时间内降解吸收，被天然组织所代替，用于组织工程的半月板生物材料主要包括四大类：合成聚合物类、水凝胶类、细胞外基质类及组织衍生物类。
国内软骨再生案例
2021年3月20日，国内首例“软骨再生系统”临床应用在市第一中心医院骨科主任、副主任主持下获得成功。
这是我科贯彻落实科学发展观，不断技术创新取得的重大成果。
三年前，博士带领骨科团队积极与德国弗劳恩霍夫研究院和德国关节动力生物科技公司开展合作，就“自体软骨组织细胞体外培养移植技术”临床研究达成共识，经过三年的潜心研究终于获得今天的成就，填补国内空白。
软骨再生技术属于生物组织工程学范畴，通过提取患者少量的软骨组织细胞（二颗米粒大小），经体外培养、复制（克隆）出所需的自体软骨组织，并按照患者软骨的实际缺损进行塑形，随后将个性化“新软骨”植入患者体内，通过系统的康复训练，新软骨与健康软骨完全弥合，形成完整一致、表面光滑的软骨组织，没有结构和功能的差异，病损部位得到100%的修复效果，三个月达到基本康复，一年左右完全恢复所有关节功能，从而实现软骨缺损疾病的永久治愈。
软骨再生移植手术具有时间短、切口小、痛苦少、恢复快等特点，是治疗软骨缺损疾病的全新观念和有效方法。
软骨缺损造成的关节炎疾病是临床常见病，由于软骨损伤后自我修复能力极差，几乎很难治愈。
传统的治疗方法只能短期减轻疼痛而疗效有限，更换人工关节是较为常见的终末期治疗手段，但手术风险高、创伤大，出血及并发症多，且人工材料会伴随植入时间损耗。
此例手术患者为女性，48岁，主因“右膝关节疼痛8年，今年2月”入院，入院诊断为右膝关节退行性病变，右膝关节软骨损伤。
术中观察软骨缺损大小约为3×1.2cm2，手术于2013年3月20日上午11时顺利完成。
“软骨再生系统”的成功应用，标志着国内软骨再生治疗技术临床应用的全面开展，将对提高我国软骨缺损疾病的治疗水平产生积极的影响，进一步丰富针对软骨缺损疾病的临床治疗方法，并使广大患者与欧美同步享受全球领先的软骨再生治疗技术带来的福祉。
软骨PLGA-Ⅱ型胶原支架复合体修复兔膝关节骨软骨损伤
软骨PLGA-Ⅱ型胶原支架复合体修复兔膝关节骨软骨损伤黄彰;王双利;潘政军;江华;熊高鑫;李劼若;侯辉歌【摘要】目的探讨骨髓基质干细胞(BMSCs)诱导的软骨细胞与聚乙醇酸-乳酸共聚物(PLGA)-Ⅱ型胶原支架通过管帽结构复合构建组织工程软骨复合体修复兔膝关节骨软骨损伤的效果及各界面耦合情况.方法 BMSCs经软骨诱导液诱导成软骨细胞后接种于PLGA-Ⅱ型胶原支架的底层,支架表层戴管帽.将该细胞-支架复合物置入软骨条件培养液中培养2周,扫描电镜观察.将45只新西兰大白兔随机分为A、B、C3组,每组15只,并于股骨髁处造模.分别于缺损处植入戴管帽结构复合的软骨支架复合体(A组)、PLGA-Ⅱ型胶原支架(B组)、不植入任何材料(C组).于第4周和第12周取材行大体观察和组织学分析.结果 A组和B组缺损处均有软骨生成;C组缺损明显,只有纤维组织生长.A组软骨缺损部分软骨细胞修复,成骨区部分骨样细胞修复;两者耦合处犬牙交错,修复缺损程度及成骨区和成软骨区界面耦合情况明显优于B、C组.软骨组织学评分A组优于B、C组(P＜0.05).结论 BMSCs诱导分化成的软骨细胞与PLGA-Ⅱ型胶原支架经过管帽结构构建成的软骨PLGA-Ⅱ型胶原支架复合体可有效修复兔膝关节骨软骨损伤,新生软骨、骨与宿主软骨、骨及新生软骨与软骨下骨各界面耦合良好.【期刊名称】《临床骨科杂志》【年(卷),期】2016(019)001【总页数】6页(P101-106)【关键词】PLGA-Ⅱ型胶原支架;骨髓基质于细胞;骨软骨损伤【作者】黄彰;王双利;潘政军;江华;熊高鑫;李劼若;侯辉歌【作者单位】安徽医科大学第三附属医院关节外科,安徽合肥230061;安徽医科大学第三附属医院关节外科,安徽合肥230061;安徽医科大学第三附属医院关节外科,安徽合肥230061;安徽医科大学第三附属医院关节外科,安徽合肥230061;安徽医科大学第三附属医院关节外科,安徽合肥230061;暨南大学骨科疾病研究所,广东广州510630;暨南大学骨科疾病研究所,广东广州510630【正文语种】中文【中图分类】R681.3;R318.17关节骨软骨损伤一直是临床治疗较棘手的问题，组织工程化软骨复合体的构建为软骨损伤的修复提供了新的方法[1]。
距骨骨软骨损伤的诊疗新进展
距骨骨软骨损伤的诊疗新进展摘要：距骨骨软骨损伤的治疗方法，需要根据患者的病症、MRI、关节镜检查等进行综合诊断，在治疗过程中所采取的治疗方法，需要结合患者的具体情况给予治疗，包括保守治疗与手术治疗，其中手术治疗包括清创、骨髓刺激术、软骨移植等等。
就当前临床治疗距骨骨软骨损伤来看，清创手术所耗费的费用更低，患者在术后的疼痛效果较轻，对于小范围损伤治疗效果更佳。
除此之外，还包括多种治疗方法，需要结合患者症状给予治疗，基于此，本文主要综述距骨骨软骨损伤的临床诊断分型，并探究当下诊断治疗方法的进展。
关键词：距骨骨软骨损伤；治疗手段；进展距骨骨软骨损伤所引起的踝关节损伤，是临床中常见的疾病，而各项临床技术也得到了临床医生的研究与重视。
在踝关节损伤疾病中，距骨骨软骨主要是指关节面软骨与软骨下骨出现损伤，引发疾病的主要因素是由于此位置承载着人体的重量，因此很容易引发软骨损伤，其中过半踝关节扭伤或者骨折患者都会发生局部软骨损伤。
此疾病更常见于20~30岁的男性，而患者踝关节内翻引发的损伤也较为常见，且在中部内侧的距骨骨软骨损伤更为常见。
一、距骨骨软骨损伤分型（一）X线片分型早在20世纪50年代国外就针对距骨骨软骨损伤的X线片进行分型，Ⅰ型为患者软骨下骨出现压缩；Ⅱ型为患者部分软骨碎片出现分离；Ⅲ型为患者全部软骨碎片出现分离，但碎片位置并未发生移位；Ⅳ型为患者距骨骨软骨片出现分离后，发生移位[1]。
（二）CT分型20世纪末，针对距骨骨软骨损伤的CT制定了CT分型，Ⅰ型为患者距骨穹隆部出现囊性病变，距骨穹隆部完整；Ⅱa型为软骨骨下囊性病变与关节面之间相通，Ⅱb型为距骨穹隆关节面出现损伤，但并未出现移位骨块；Ⅲ型为患者软骨下骨出现囊性病变后，但并未出现骨折块移位；Ⅳ型为患者骨折块出现移位[2]。
（三）MRI分型MRI能够清晰分辨软组织，在技术的支持下，对软骨、软组织以及骨进行显影。
当前临床使用的MRI分型，在20世纪末提出，具体分型为：Ⅰ型为患者关节软骨出现损伤，但软骨下骨未出现损伤；Ⅱ型为患者关节软骨出现损伤，且软骨下骨出现隐匿性骨折；Ⅲ型为患者软骨碎片与距骨体出现分离，但并未发生移位；Ⅳ型为患者软骨下骨出现囊性病变[3]。
组织工程技术对半月板损伤治疗的观点
王福鑫1,王振勇2,周成福1*（1.佳木斯大学第一附属医院骨一科，黑龙江佳木斯154003；2.菏泽市牡丹区中心医院骨科，山东菏泽274000）摘要：半月板损伤在临床工作中常见，治疗方法也是多种多样，然而因半月板结构的特殊性使其损伤后愈合较为困难。
半月板损伤造成膝关节内结构改变，可进一步引起一系列临床改变，并对关节软骨产生机械性损伤，久之骨性关节炎必然发生，给病人增加痛苦，给社会增加负担，所以积极寻找半月板的治疗方法是治疗半月板损伤的关键所在，研究人员一直在努力寻找新的材料用于半月板缺损的替代治疗，虽然已经采用许多不同性质的材料制造半月板代替品，但各材料之间的性质各有差异，尚未找到一种单一用于半月板假体制造的生物材料，本文对半月板损伤及组织工程半月板材料一些观点进行讨论。
关键词：半月板损伤；组织工程；治疗中图分类号：R318文献标识码：A文章编号：1671-1602（2019）15-0125-011半月板的治疗及组织学治疗观点半月板位于人体膝关节内股骨髁和胫骨平台之间的纤维软骨垫[1]。
主要作用为减少股骨髁及胫骨平台的接触面积,从而减少股骨髁与胫骨平台的摩擦系数。
半月板分为三个区域,由外到内依次为红区、红白区、白区[2],各分区的胶原纤维组成略有不同,红区富含血管损伤之后可通过血细胞提供养分进行愈合,白色区域不含血管,半月板细胞主要通过关节液进行营养物质摄取,所以半月板白区一旦损伤几乎无愈合之可能。
半月板损伤的治疗可通过采用缝线缝合,可吸收锚定固定及生物蛋白胶等进行治疗,但这些方法只对外侧红区有治疗效果,对无血液循环的白区效果较差,所以对白区的损伤在医学界一直认为是治疗的难题。
对于半月板损伤同种异体半月板移植是目前治疗最为有效的方法[3],但是只对一些特定患者有效,半月板移植一些并发症,包括一些疾病的传播、免疫排斥及股骨髁及胫骨平台的适配性等方面也需要重视[4]。
组织工程技术是治疗半月板损伤较为重要的方法,其可以通过制备组织结构相匹配的可吸收的模型,进行半月板缺损替换,从而治疗半月板缺损。
胶原蛋白水凝胶在软骨组织工程中的应用
胶原蛋白水凝胶在软骨组织工程中的应用
宁志刚;杨柳
【期刊名称】《中国骨伤》
【年(卷),期】2011(024)010
【摘要】由创伤或骨病所致的关节骨软骨损伤在临床中十分常见,其中软骨缺损者达40.31%.由于关节软骨自身修复能力低下,采用组织工程技术对关节软骨损伤进行修复是目前采用再生医学治疗关节软骨损伤的新方法.组织工程支架按照性状可分为预成型支架材料及水凝胶材料两大类.传统的预成型支架材料移植技术容易给缺损周边软骨带来继发损伤,也存在支架与缺损整合不紧密等问题.如何在避免二次损伤的基础上,应用理想的仿生材料复合种子细胞修复关节不规则软骨损伤将成为未来软骨损伤修复的主要问题.选取微创、仿生并且可以原位塑形的胶原蛋白水凝胶复合种子细胞修复关节软骨损伤为损伤关节软骨的修复带来了希望.本文结合国内外相关文献对目前胶原蛋白水凝胶在软骨组织工程中的应用做一综述.
【总页数】3页(P884-886)
【作者】宁志刚;杨柳
【作者单位】重庆第三军医大学西南医院关节中心,重庆,400038;重庆第三军医大学西南医院关节中心,重庆,400038
【正文语种】中文
【相关文献】
1.水凝胶在软骨组织工程中的设计与应用进展 [J], 易鹏
2.玉米壳纤维增强壳聚糖基水凝胶应用于软骨组织工程支架的潜力 [J], 方妤露;易兵成;沈炎冰;唐寒;张彦中
3.亲和肽在软骨组织工程中应用的新策略和问题 [J], 付力伟;杨振;李浩;高仓健;眭翔;刘舒云;郭全义
4.玉米壳纤维增强壳聚糖基水凝胶应用于软骨组织工程支架的潜力 [J], 方妤露;易兵成;沈炎冰;唐寒;张彦中
5.光聚合水凝胶在软骨组织工程中的应用进展 [J], 施昌劲;姚宇;吴刚;孙平;冯剑颖因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
组织工程软骨修复软骨缺损的研究进展
同种 异 体 细 胞 经 过 消 化 分 离 、 化 和 体 纯 外 培 养 ， 抗 原 性 可 在 一 系 列 处 理 过 程 其
中 逐 渐 消 弱 。其 次 ， 织 工 程 中 软 骨 种 组
Ｚ Ａ ， ． Ｄ 甜 ＨＯ （ ， ５０２ ， Ｉ ３０ １ ‰ ）
ｏ ｓ ｒｕ ａ Ｆｒ ｆＯ ｔ ｏ ｍ ， ｉｔ ￣ ． ｓ
（ 西 医科 大 学 第 一 附 属 医 院 刨 伤 骨科 ， 宁 ５０２ ） 广 南 ３０ １
中 圈分 类 号 ： ６７ Ｒ ８ 文献 标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０６２８ （０ ８０ － １．３ １０．０４ ２０ ）１０ ６０ ０
摘 要 ： 种 原 因 引起 的 关 节软 骨 损 伤 在 临 床 工 作 中非 常 常 见 ， 于 软 骨 组 织 的修 复 再 生 论 上 存 在 移 植 免 疫 的 危 险 ， 其 作 为 种 各 由 但 能 力 有 限 ， 统 的 治 疗 方法 难 以获 得 满 意 的 疗 效 ， 传 因此 组 织 工 程 软 骨 的 构 建 对 修 复软 骨 缺 损 子 细 胞 ， 同 种 异 体 大 块 组 织 或 器 官 移 与 有 重 大 意 义 。 现 对 近年 组 织工 程 软 骨 修 复 软 骨 缺 损 的 研 究 成 果 ， 种 子 细 胞 的获 得 ， 胞 体 对 细
Ｋ ｙＷ ｌ ＂ａ ｇ ｅ ｃ； ｉｕ － ｇｎｅｅ ｒ ｅ ｅａｒ ｅ Ｏｌ Ｃｍｈ ｅ ｆ ｔ Ｔｓ ｅｅ ｌｅｒｄｃ ￣ ；Ｒ ｐｉ ｒ ￣－ ｄｅ ｎ ａ
关 节 软 骨 是 一 种 无 血 管 组 织 ， 靠 关 节 液 营 养 ， 旦 损 依 一
伤 ， 骨 自我 修 复 能 力 有 限 。 组 织 工 程 学 是 近 年 来 生 物 医 软 学 工程 中一 个 快 速发 展 的新 领 域 ， 核 心 是 应 用 生 物 学 和 工 其 程 学 的 原 理 、 法 来 发 展 具 有 生 物 活 性 的 人 工 替 代 物 ， 以 维 方 用
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关节软骨损伤组织工程修复进展关节软骨的损伤和病变是临床常见疾病，可以发生于任何年龄和性别。
由于关节软骨没有血管、神经及淋巴组织，本身不含祖细胞，所以自身修复能力十分有限，一旦发生损伤，会导致关节肿胀和疼痛，加速骨关节炎的进展，必须进行修复或置换，如何有效地修复关节软骨损伤始终是医学界尚待解决的难题之一1。
1987 年, 美国国家科学基金会(NSF)在加福利亚举行的专家讨论会上提出了“组织工程”的概念：运用工程科学和生命科学的原理和方法, 从根本上了解正常和病理的哺乳动物的组织结构与功能的关系, 并研究生物学替代物以恢复、维持和改进组织功能。
Hunziker将其描述为是一种从结构和功能上重建哺乳动物组织的艺术。
内容主要包括：(1) 细胞外基质替代物开发；(2) 种子细胞性质研究；(3) 组织工程化组织对各种病损组织的替代。
软骨组织工程技术是在体外培养、扩增软骨种子细胞，并且以较高浓度将其种植于具有良好的生物相容性和降解性的支架材料上构建组织工程软骨，然后植入到组织缺损部位，完成组织的修复和重建。
软骨组织工程的最终目的就是得到高质量的修复组织和长期有效的功能，为病人最终解决痛苦。
从这种意义上看，组织工程方法是目前治疗关节软骨损伤最有希望的方法，是目前软骨损伤修复研究的主要方面。
组织工程软骨的发展大致经历了三个阶段：1.第一代组织工程软骨技术：骨膜覆盖自体软骨细胞移植。
首先通过软骨活检取材后体外分离培养受体自己的软骨细胞，单层培养扩增，将扩增后的细胞再植回到软骨缺损部位。
通常取胫骨内侧近端的骨膜，切成与缺损吻合的片状，缝合在缺损边缘，将骨膜移植覆盖缺损处表面以防止软骨细胞露出，自从瑞典的Peterson开始将自体软骨细胞移植用于临床修复软骨缺损以来，自体软骨细胞加骨膜移植修复软骨缺损的方法，得到了推广2。
到2003年3月已经在欧洲和美国的多中心研究中应用到3000多例患者身上。
4年随访结果显示股骨髁和滑车的损伤，临床优良率可以达到81-100％，平均85％。
研究还表明自体软骨细胞移植的疗效与软骨缺损的部位有关：股骨髁软骨缺损疗效最好，髌骨和滑车软骨损伤疗效最差。
这种方法在治疗膝关节局部软骨缺损方面的效果获得了早期的临床证实，但是产生了骨膜片过度生长相关的并发症3, 4。
2. 第二代组织工程软骨技术：胶原膜覆盖的自体软骨细胞移植。
较第一代组织工程软骨有所改进。
用可降解的I/III型胶原膜包覆着移植的软骨细胞，消除了使用骨膜片产生的缺点。
然而仍有不足之处，如缝合导致的广泛微损伤及细胞可能漏出5, 6。
3. 第三代组织工程软骨技术：基质诱导自体软骨细胞移植（MACI）。
将软骨细胞直接接种在可降解的I/III型海绵状胶原支架上，使软骨细胞附着在胶原支架上。
移植过程中用纤维蛋白胶将附着软骨细胞的胶原支架固定在缺损处。
因此，不受使用骨膜片问题的限制，手术方法较第一二代技术简便且省时。
软骨细胞附着在支架上不易漏出，同时暴露缺损所需手术切口较小。
当前正在进行的长期研究有望显示其长期效果7, 8。
目前一些关节软骨组织的天然成分已被认为具有最好的生物相容性，引起的免疫反应也最小。
已应用于临床的支架如：胶原膜支架（Chondro-Gide®,ACI-Maix TM ）、I型胶原凝胶（CaRes）以及透明质烷来源支架（Hyalograft C）均属于医用天然衍生材料。
临床实践证明这些天然衍生物材料有很好的生物相容性和细胞的粘附、增殖作用。
301医院骨科研究所于2004年开始研制人关节软骨源性海绵状支架。
2007年由仿生学出发，模仿天然软骨的成分制备出软骨细胞外基质源性骨软骨双层支架，用于修复犬膝关节负重区软骨缺损处，取得成功。
2008年进一步完善提取天然软骨细胞外基质材料的工艺和流程，用天然软骨细胞外基质材料制备软骨组织工程取向性支架，从生化组成及结构特性上仿生天然关节软骨组织的特点，并与自体骨髓基质干细胞复合修复兔膝关节全厚关节软骨缺损9。
我们现在所研制的组织工程软骨是以软骨细胞外基质为材料，采用冷冻取向技术将软骨细胞外基质构建成胶原Ⅱ纤维的排列与正常软骨相近似的取向支架。
体外复合软骨细胞及动物植入实验均证明软骨细胞按照取向支架的方向生长。
与非取向支架比较，在取向支架中软骨细胞增殖率高1倍。
动物实验中，使用取向支架的软骨修复组织中，细胞是柱状排列的，与正常软骨组织十分相近。
取向支架软骨修复组织的力学强度明显高于非取向支架。
我们创制的组织工程软骨支架，达到了成分、结构及功能三项仿生，达到第四代软骨修复的水平。
现在已进入临床应用阶段，初步临床结果显示疗效满意。
参考文献1. McCarty WJ, Luan A, Sundaramurthy P, Urbanczyk C, Patel A, Hahr J, Sotoudeh M, Ratcliffe A, Sah RL. An arthroscopic device to assess articular cartilage defects and treatment with a hydrogel. Annals of biomedical engineering 2011; 39(4): 1306-12.2. Brittberg M, Lindahl A, Nilsson A, Ohlsson C, Isaksson O, Peterson L. Treatment of deep cartilage defects in the knee with autologous chondrocyte transplantation. The New England journal of medicine 1994; 331(14): 889-95.3. Peterson L, Vasiliadis HS, Brittberg M, Lindahl A. Autologous chondrocyte implantation: a long-term follow-up. The American journal of sports medicine 2010; 38(6): 1117-24.4. Minas T, Gomoll AH, Solhpour S, Rosenberger R, Probst C, Bryant T. Autologous chondrocyte implantation for joint preservation in patients with early osteoarthritis. Clinical orthopaedics and related research 2010; 468(1): 147-57.5. Filardo G, Kon E, Di Martino A, Iacono F, Marcacci M. Arthroscopic second-generation autologous chondrocyte implantation: a prospective 7-year follow-up study. The American journal of sports medicine 2011; 39(10): 2153-60.6. Gooding CR, Bartlett W, Bentley G, Skinner JA, Carrington R, Flanagan A. A prospective, randomised study comparing two techniques of autologous chondrocyte implantation for osteochondral defects in the knee: Periosteum covered versus type I/III collagen covered. TheKnee2006; 13(3): 203-10.7. Ebert JR, Fallon M, Zheng MH, Wood DJ, Ackland TR. A randomized trial comparing accelerated and traditional approaches to postoperative weightbearing rehabilitation after matrix-induced autologous chondrocyte implantation: findings at 5 years. The American journal of sports medicine 2012; 40(7): 1527-37.8. Wondrasch B, Zak L, Welsch GH, Marlovits S. Effect of accelerated weightbearing after matrix-associated autologous chondrocyte implantation on the femoral condyle on radiographic and clinical outcome after 2 years: a prospective, randomized controlled pilot study. The American journal of sports medicine 2009; 37 Suppl 1: 88S-96S.9. Yang Q, Peng J, Guo Q, Huang J, Zhang L, Yao J, Yang F, Wang S, Xu W, Wang A, Lu S. A cartilage ECM-derived 3-D porous acellular matrix scaffold for in vivo cartilage tissue engineering with PKH26-labeled chondrogenic bone marrow-derived mesenchymal stem cells. Biomaterials2008; 29(15): 2378-87.。