In vivo evaluation of a tri-phasic composite scaffold for anterior cruciate ligament-to-bone integration.
In vivo evaluation of a tri-phasic composite scaffold for anterior cruciate ligament-to-bone integration.
复制标题
用于前十字韧带骨整合的三相复合支架的体内评估。
DOI：
10.1109/iembs.2006.259296
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发表时间：
2006
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Lu,HelenH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Spalazzi,JeffreyP;Dagher,Elias;Doty,StephenB;Guo,XEdward;Rodeo,ScottA;Lu,HelenH
腘绳肌腱（HT）自体移植物用于前交叉韧带（ACL）重建的广泛临床应用目前受到移植物与软骨下骨不可预测的整合以及缺乏能够促进HT移植物与骨生物固定的设备的限制。骨隧道内HT移植物固定的位置已被确定为重建前交叉韧带的弱点，可能是由于移植物无法重建能够将载荷从韧带传递到骨的生理肌腱-骨界面，同时将界面上的应力集中最小化。尽管纤维维管组织已被证明在移植物-骨界面形成，但与直接韧带到骨插入处的天然纤维软骨相比，这种纤维维管组织是非解剖定向的。界面组织工程体现了一种新的移植物固定方法，重点是通过生物固定将肌腱移植物固定在骨上，其中在肌腱和韧带与骨连接处发现的复杂功能界面在移植物插入骨隧道的位置再生。本研究的重点是对一种新型的仿生三相支架系统进行体内评估，该系统与移植物-骨界面上发现的相关细胞类型共培养，特别是成纤维细胞、软骨细胞和成骨细胞。该支架旨在通过引导重建解剖导向和机械功能的纤维软骨界面区来促进HT移植物对骨的生物固定。研究发现，细胞播种的三相支架在体内支持细胞相互作用、组织浸润和丰富的基质生成。此外，在支架上诱导了可控的相特异性基质非均质性，具有明显的矿物和界面样组织区域。本研究的结果证明了在单一移植物上进行多组织再生的可行性，以及界面组织工程实现软组织移植物与骨生物固定的潜力
The widespread clinical implementation of hamstring tendon (HT) autografts for anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction is currently limited by the unpredictable integration of the graft with subchondral bone and a lack of devices that are capable of promoting biological fixation of HT grafts to bone. The site of HT graft fixation within the bone tunnel has been identified as the weak point in the reconstructed ACL, likely due to the failure of the graft to reestablish the physiological tendon-bone interface capable of transmitting load from the ligament to bone while minimizing stress concentration at the interface. Although a fibrovascular tissue has been shown to form at the graft-bone interface, this fibrovascular tissue is non-anatomically oriented compared to the native fibrocartilage found at direct ligament to bone insertions. Interface tissue engineering embodies a new approach for graft fixation, focusing on securing tendon grafts to bone via biological fixation wherein the complex functional interface found natively at tendon and ligament junctions with bone are regenerated at the graft insertion site into the bone tunnels. This study focuses on the in vivo evaluation of a novel biomimetic, triphasic scaffold system co-cultured with relevant cell types found at the graft-bone interface, specifically fibroblasts, chondrocytes, and osteoblasts. The scaffold is intended to promote biological fixation of HT grafts to bone by guiding the reestablishment of an anatomically-oriented and mechanically functional fibrocartilage interfacial region. It was found that the cell-seeded triphasic scaffolds supported cellular interactions as well as tissue infiltration and abundant matrix production in vivo. In addition, controlled phase-specific matrix heterogeneity was induced on the scaffold, with distinct mineral and interface-like tissue regions. The results of this study demonstrate the feasibility of multi-tissue regeneration on a single graft, as well as the potential of interface tissue engineering to enable the biological fixation of soft tissue grafts to bone
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