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軟骨再生 - 江清泉教授、江鴻生副教授

關節軟骨的損壞會快速地惡化關節功能且難以修復。對於此種軟骨損壞,使用特定移植修補手術,可以避免進展成退化性關節炎。

 

  不同的手術方式及軟骨移植術都曾被發表過,其中自體移植如鑲嵌式的軟骨成型術(mosaic  chondroplasty)具有非常好的成果,但對於缺乏剩餘關節軟骨為損贈來源的病人, 其用途有限。另一種替代性療法是關節滑液囊的骨膜皮瓣術(synovial-periosteal flap),能製造出軟骨物質,但其結果仍有爭議性。異體移植和動物異體移植由於許多的原因,並沒有廣泛被採用。目前的觀念表明,軟骨的再生是從小量的軟骨胚胎細胞(chondrogenic  cells),不管是軟骨細胞(chondrocytes)或是其他潛在細胞,像骨髓衍生的間葉幹細胞(mesenchymal stem cells)。

 

  現今商業上可行的技術,是在試管內把軟骨細胞由小數量培養增加到足夠用以填補缺損的大體積,在缺損的移植部位上,裝載這些細胞的載體能用以當作暫時性軟骨替代物質,其必要性已展開了生物相容性材質的搜尋。這個材質通常是生物可分解性,當細胞製造軟骨物質代替它時便會自動分解。軟骨再生技術是利用組織工程概念,在試管內、活的有機體內或是活的有機體外進行,是未來仍會繼續進行的關節軟骨缺損修復技術。其主要的研究領域分類為 :

 (1)細胞(Cell):更多潛在細胞種類有更好的軟骨組成物質增殖及製造的能力,或是適當的步驟使特定種類的軟骨胚胎細胞增殖及製造能力更好。

 (2)載體(Scaffold):能存放這些細胞的生物可分解性材質,並提供這些細胞生長。

 (3)生長因子(Growth  factor):能促進這些細胞生長的因子。

 

  間葉幹細胞是軟骨胚胎細胞的可能來源。發展生物可分解性的載體材質,利用像聚乳酸-甘醇酸(PLGA)、膠質、甲聚醣(chitosan)和各種不同水凝膠質,都曾被廣為研究。許多有顯著意義的生長因子,包括BMP family、IGF 和 TGF 也一直被深入地探討。

 

  在過去幾年,我們已發展出一種載體,可裝載小量的軟骨細胞,並修復關節軟骨的缺損。我們發現軟骨損壞通常伴隨著軟骨下骨頭的病變,因此我們將此載體設計成兩相骨軟骨的構成物。隨著自體軟骨細胞的早期植入,這些被植入的細胞,被證實可成功地在關節內培養,並再生成軟骨修復缺損部位。另外,這立體的構成物同時可修復軟骨下的骨頭,且此技術同時具有易於施行手術的優點—此載體是完全吻合移植部位,並且不需要另外的固定術即能牢牢固定。


軟骨細胞照片1       軟骨細胞照片2     軟骨細胞載體


江清泉教授照片

江鴻生副教授照片