韌帶組織工程
Date Issued
2003
Date
2003
Author(s)
張志豪
DOI
912314B002266
Abstract
韌帶或肌腱的斷裂、缺損，在臨床上是一個非常困擾的問題。常見有前十字韌帶
斷裂、髕骨韌帶斷裂、手部韌帶斷裂、足踝阿基里氏腱斷裂等等。一旦這些斷裂或缺
損無法修補，就必須考慮到使用它處韌帶或人工韌帶為替代品。但是其它處韌帶來源
有限，且常有移植處的併發症產生(donor site morbility)；而人工韌帶經過實證顯示，
其有許多缺點，不適用情形太多，甚且截至目前為止，無一通過FDA 之認證許可。
近年來，組織工程學的發展有目共睹，韌帶組織工程學的進步，已使真正符合人體的
工程化韌帶(engineered ligament tissue)變為可能。本計劃便是利用組織工程的技術，
嘗試培養出工程化韌帶組織。我們主要可分為貳方面著手。其一：組織工程培養合成
韌帶。其二：韌帶與肌腱修補機械力量的加強。
第一部份：組織工程培養合成韌帶
截至目前為止，具有類似構造與機械性質的韌帶或肌腱只在生物體內被合成成功
過，在人體外尚未有成功的案例報告。於是我們回顧了整個過程，有兩個關鍵重點。
第一，我們需要一個支架(Scaffold)，而這個支架必須是生物可吸收性，並具有暫時
的強度，以提供負荷的重量。第二，此一支架必須有讓肌腱或韌帶細胞附著並生長上
去的能力，當細胞完成或取代支架後，它必須具有類似於人類肌腱或韌帶的生理功
能。在目前的研究中，PLGA 最為大家所廣泛使用。因為其生物可吸收性良好，並且
少有發生過敏性反應的情形，故其為相當理想之支架選擇條件之一。並由於PLGA
Scaffold 提供了類似肌腱韌帶結構的平行支架，於是在合適的環境下，便形成類似的
組織。是故在本計劃中，我們嘗試在體外培養這些幹細胞，誘使其能分化成肌腱細胞，
而在這些Scaffold 的結構內，形成類似人體組織的肌腱韌帶結構。並且藉由本實驗我
們嘗試去了解這些肌腱細胞如何在這些Scaffold 結構上增生，其中的生長激素及生化
物質又各自扮演何角色。
第二部份：韌帶與肌腱修補力量的加強
生物機械實驗顯示，一旦韌帶或肌腱受傷，它們在一年內幾乎不可能恢復以往的
彈性和拉力強度(tensile strength)。肌腱與韌帶之癒合過程是相當複雜的，在整個流程
中，主要由數個生長激素，它們會刺激控制fibroblast 及其它一些細胞來完成癒合的
過程。不同的生長激素，影響了不同的生物反應，包括細胞再生、繁殖、化學物質分
泌(chemotaxis)，基礎物質合成(matrix synthesis)及引起其他生長激素的分泌等等。
此研究的第二個目的，便是改善肌腱與韌帶在受傷害後到癒合的過程中，如何去
促進其癒合的過程，並且能使其物理性質能在最短的時間內恢復。現在我們知道韌帶
癒合的過程主要由數個生長因子所參與，它們包括有PDGF、BFGF、TGF 等。另外韌
帶與骨頭中間的介面強度也很重要，即所謂的ligament-bone interface，很多種類的韌
帶傷害，就是直接造成此一連接點的受傷，再者於臨床上，施行很多種的ligament or
tendon pull-out suture，也是著重於此ligament – bone interface 的強度。本實驗希望能
藉由組織工程學的技術，嘗試在體外合成此一組織工程韌帶，並利用此一模型去測試
如何去操控這些細胞或是生化的傳介物(生長激素)，去影響蛋白質的合成及改善韌帶
癒合的過程。
Subjects
組織工程
韌帶
肌腱
支架
Publisher
臺北市：國立臺灣大學醫學院骨科
Type
journal article
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