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水凝胶材料在肌腱修复中的应用研究2025-12-30 08:45:04

肌腱是连接肌肉与骨骼的结缔组织,主要由Ⅰ型胶原蛋白的三螺旋分子逐级聚合成纤维束,形成抗拉性极强的多层次结构,多层次结构赋予其高抗拉强度以传递肌肉收缩力。肌腱组织具有良好的柔韧性、弹性和出色的力学强度,不同部位的肌腱有一定的区别,但都表现出极高的力学强度。其中,跟腱作为体内最大的肌腱,可以承受高达3500 N的载荷。肌腱损伤分为急性断裂和慢性肌腱病,常见于跟腱、肩袖等部位。目前临床治疗常面临愈合不完全、粘连及二次损伤等问题。

生物工程材料的引入为肌腱修复提供了新思路,其中,水凝胶是一种具有极高亲水性的三维交联网状材料,因其良好的生物相容性、可降解性及仿细胞外基质特性备受关注。然而,天然水凝胶力学性能不足,其拉伸强度通常比天然肌腱低1个数量级,这一缺陷限制了水凝胶在肌腱方面的直接应用,但水凝胶可灵活调控降解性、可注射性、生物功能及药物释放,其具有促细胞增殖和刚度调节功能,在水凝胶制备时应增强各向异性的纤维层次结构的构建,以更好地满足肌腱力学的要求。
 
因此,开发兼具力学适配性、生物活性及动态响应功能的水凝胶体系成为研究重点。本文总结了水凝胶在肌腱修复中的最新进展,并展望了其未来发展方向。水凝胶的三维多孔结构可模拟天然细胞外基质,为细胞增殖与组织再生提供适宜的微环境。其高含水量还可调控炎症反应并促进伤口清洁。这些良好的理化性质使其作为填充物被大量应用于肌腱修复。为克服水凝胶的力学缺陷,纤维增强水凝胶复合材料通过引入胶原、聚己内酯等纤维,显著提升力学强度并仿生肌腱各向异性结构。
 
出自《水凝胶用于肌腱修复与再生的研究进展》作者杜赵斯美, 王淑芳。