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這篇綜述系統性探討了肌腱移植物領域的前沿進展。作者在摘要中指出，自體移植物和同種異體移植物雖是重建金標準，但其可用性有限且愈合效果不盡理想。因此，本文回顧了基于肌腱結構與生物學特性的組織工程移植物研發，剖析了現有商用產品的局限，并展望了整合新型結構、材料與生物活性物質的下一代技術發展方向，以期為臨床提供能有效恢復肌腱功能、防止粘連形成的更優植入物。
肌腱：連接、傳導與損傷的挑戰
肌腱是連接肌肉與骨骼的軟結締組織，其核心功能是傳遞肌肉產生的巨大張力負荷，從而實現關節運動與穩定。然而，肌腱撕裂與斷裂是極為常見的肌肉骨骼損傷，顯著影響生活質量，并給醫療系統帶來日益沉重的經濟負擔。其中，肩部肩袖、手部屈肌腱以及踝后跟腱是最常受傷的部位。以跟腱為例，其年發生率為每10萬人2-18例，且隨著更多老年人參與高需求運動，其發病率持續上升。
治療困境：從保守到手術的抉擇
肌腱損傷的治療方案包括保守管理與手術干預，但最佳方案仍無定論。保守治療通常采用剛性石膏固定或功能性支具制動數周，以恢復并維持斷裂肌腱兩端的接觸，隨后進行康復訓練。然而，在延遲診斷的情況下，由于瘢痕形成和肌腱回縮導致兩端無法對合，保守治療效果有限，此時需進行一期修復或肌腱重建等手術治療。
對于小于2-3厘米的肌腱缺損，通常進行一期修復。根據斷裂部位，一期修復通過縫線將游離的肌腱端與另一端對接，或使用縫線錨釘、骨螺釘將其固定到連接骨上。而當發生節段性肌腱缺失導致無法橋接的間隙、一期修復失敗，或修復延遲導致顯著的腱旁粘連和/或肌腱回縮時，則需要進行肌腱重建和加強修復。
金標準與局限性：自體與同種異體移植物
在臨床環境中，自體移植物和/或同種異體移植物，以及使用鄰近肌腱的肌腱轉移術，是重建受損肌腱的金標準治療方法，因為這些移植物與原始肌腱相似。然而，它們的特性與尺寸各異，且供應有限。此外，由于相容性問題，同種異體移植物可能誘發供區并發癥，若被污染，還潛在地導致疾病傳播。
盡管外科技術與康復方案不斷進步，但肌腱移植后的愈合不良和腱旁粘連仍是主要的臨床問題，導致機械強度欠佳、運動功能受損以及再斷裂風險增加。從肌腱相對較低的細胞密度和血管分布中，可能產生紊亂的纖維化瘢痕組織。損傷后細胞異常分化為軟骨和骨也可能導致功能低下。
自然愈合過程：炎癥、增殖與重塑
成年人的自然肌腱愈合通常經歷炎癥期、增殖期和重塑期三個階段。炎癥期持續約一周，成纖維細胞和包括單核細胞、中性粒細胞、巨噬細胞在內的免疫細胞浸潤傷口部位。募集到該處的成纖維細胞開始合成細胞外基質(ECM)的各種成分，幫助連接斷裂的肌腱末端并部分穩定結構。適度的炎癥是組織修復所必需的，而過度或持續的炎癥則可能導致過度纖維化，造成愈合不良。
增殖期在損傷反應開始約兩天后開始，持續1-3周。此階段的特點是成纖維細胞持續募集并快速增殖。這些成纖維細胞繼續沉積高度紊亂的、富含III型膠原的纖維組織，以橋接斷裂的肌腱。重塑期開始于傷后6-8周，可持續數年。在此期間，紊亂的III型膠原基質逐漸被排列整齊、具有機械抗性的I型膠原所取代。重塑期與肌腱粘連減少和功能恢復正常相關。
細胞視角：內在愈合與外在愈合
從細胞角度看，肌腱愈合既有內在途徑，也有外在途徑。內在愈合涉及從肌腱核心遷移到損傷區域的細胞增殖。這些細胞表達更高水平的硬化蛋白(scleraxis)，這是一種轉錄因子，可指導形成富含I型膠原的有序ECM。內在愈合主導新生動物和斑馬魚等再生生物的肌腱愈合，導致功能性肌腱組織再生，且瘢痕和粘連組織極少。然而，在成年人肌腱中，內在細胞的自我修復能力非常有限，因此主導的是外在愈合。
外在愈合涉及起源于肌腱核心周圍結構及外部組織的細胞增殖。這些細胞比內在細胞增殖更快，并且更容易向肌成纖維細胞表型轉化。這可導致肌成纖維細胞積聚，從而形成由I型和III型膠原組成的高度紊亂的瘢痕，持續損害修復肌腱的生物力學功能。瘢痕組織還可能在肌腱與其周圍組織之間形成橋梁，導致腱旁粘連。然而，有益的是，外部組織也含有肌腱干細胞/祖細胞(TSPCs)，它們可以分化為肌腱細胞，并分泌刺激性因子作用于內在細胞，這可用于促進肌腱修復。
巨噬細胞的復雜角色
除了肌腱細胞和TSPCs，巨噬細胞通過響應環境變化發生表型極化，有助于肌腱愈合，導致M1和M2亞型的富集。M1巨噬細胞清除病原體并釋放促炎細胞因子。相比之下，M2巨噬細胞調節炎癥反應、清除碎片，并促進血管生成、組織修復和重塑。隨著炎癥進展，M1群體逐漸被M2巨噬細胞取代。在肌腱愈合早期促進巨噬細胞向M2表型極化并抑制M1極化的策略，與膠原沉積和成熟增加相關，并導致致密膠原纖維的均勻分布和生物力學性能的改善。然而，這種現象的潛在機制以及涉及哪些特定的M2亞群尚不清楚。
近期研究發現了另外兩種與肌腱再生和瘢痕形成相關的巨噬細胞亞型：分泌磷蛋白1表達的SPP1+巨噬細胞和葉酸受體β表達的FOLR2+巨噬細胞。SPP1+巨噬細胞存在于肌腱粘連組織中，通過促進肌成纖維細胞分化和膠原沉積表現出促纖維化表型。FOLR2+巨噬細胞則表現出抗纖維化表型，限制了人類肌腱粘連過程中的過度纖維化，為腱旁粘連治療提供了新的細胞靶點。
移植物輔助肌腱愈合：商用的選擇
肌腱移植物可增強肌腱愈合的臨床效果，和/或重建其他方式無法修復的肌腱撕裂。這些移植物大致分為橋接移植物和加強移植物。橋接肌腱移植物連接完全或部分撕裂的肌腱兩端，或在無法重新對合的肌腱與連接骨之間架橋。它們在修復過程中提供機械支撐，可以保留，也可以逐漸降解并被新形成的肌腱基質取代。相比之下，加強肌腱移植物應用于已進行一期修復或已用其他移植物橋接的撕裂肌腱之上。它們通常通過覆蓋或環向包裹損傷部位并用縫線固定。
商業產品的多樣性：材料與結構
目前已有多種移植物被開發并商業化，包括同種異體移植物、異種移植物以及合成、生物和混合移植物，其中大多數用作加強移植物。在眾多產品中，部分已有臨床報告。臨床評分基于疼痛水平、活動度、肌力、心理健康狀況以及重返工作時間。雖然大多數移植物能夠輔助并改善肌腱修復，但中度至高再撕裂率、輕度至中度疼痛、活動受限和肌肉無力等問題仍很常見。
未來方向：組織工程與下一代技術
肌腱移植物供應有限以及當前治療效果欠佳，凸顯了對能夠橋接肌腱缺損、恢復結構與功能特性并防止腱旁粘連形成的植入物的需求。這些植入物需要提供結構支撐，促進內源性細胞浸潤和增殖，促進肌腱ECM沉積，調節炎癥反應，并減少粘連形成。根據撕裂的大小和嚴重程度，它們需要能夠橋接間隙，或作為補片加強受損組織。研究領域持續發展，旨在開發整合新型結構、材料和生物活性物質的更有效構建體，以改善肌腱的恢復和再生。
