给断裂的骨腱施点“肥”助其“茁壮成长”

为什么运动员的跟腱、肩袖肌腱等骨腱损伤断裂后，即使短期内治好，仍会在高强度运动时复发？

人体运动的发生主要由骨和肌肉协调完成，肌肉通过收缩来牵拉骨和关节的活动，而肌肉在骨上的附着部位就是骨腱界面。

由于骨腱界面处于应力集中的部位，当机体运动时该部位常易发生损伤，临床上好发于肩关节的肩袖、膝关节的交叉韧带和跟腱等部位。骨腱界面结构复杂，损伤后修复困难且常导致患者运动功能受限。如何促进骨腱界面损伤的快速优质愈合，是学界亟需解决的难题。

中南大学湘雅医院运动医学科教授吕红斌团队开展的系列研究，发现力学刺激是骨腱界面损伤最重要的调控因素，营造适宜的力学环境具有帮助患者恢复、提高疗效的巨大潜力。

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部分研究机理图。受访者 供图

运动康复是目前治疗骨腱界面损伤的重要手段，但不同医院的运动康复方案各有差别，目前国内尚未提出骨腱界面损伤运动康复治疗的统一标准。

“也就是说，当前各个医院的运动康复都是凭医护人员的感觉来，这样的治疗难以满足患者的个性化需求。”吕红斌说。

吕红斌教授团队近日结题的一项国家自然科学基金重点项目，揭示了骨腱界面的梯度渐变结构，发现损伤后该梯度结构破坏、难以再生，而不同形式的力学刺激对促进骨腱界面损伤后梯度结构恢复的作用各不相同。“借助我们的研究成果将能指导临床上骨腱界面损伤患者的术后康复治疗，向临床医生及患者传播科学的运动康复理念，告诉他们何时做、怎么做运动康复治疗效果最优。”吕红斌说。

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吕红斌（中）教授带领团队成员开展相关研究工作。受访者 供图

在此基础上，吕红斌教授团队发现骨腱界面中存在一种特殊的干细胞，能够直接对不同的力学刺激做出响应。“未来我们将以这种力学响应干细胞为突破口，搞明白具体什么样的力学刺激对干细胞的作用最显著，最有利于骨腱界面的再生，该研究计划已再获一项国家自然科学基金重点项目的资助。”吕红斌说。

针对干细胞在骨腱界面中的具体作用，吕红斌教授团队提出了干细胞-微环境调控理论。“骨腱界面的再生实际上是由干细胞所在的微环境调控的，我们解析了如何让干细胞这颗‘种子’长成成熟骨腱界面的适宜条件。通俗地说，微环境就像土壤，而力学刺激就像肥料，以神经递质为代表的细胞因子就像水源，将肥料、水源维持在一个适宜的水平，土壤就会肥沃，最终这颗小苗也会茁壮成长。”

吕红斌表示，团队前期研究发现骨腱界面的损伤修复并不限于局部，当肩关节骨腱界面损伤后，在大脑中存在特定的区域能够对骨腱界面损伤做出反应，并通过控制外周交感神经递质的浓度来调控损伤区域的修复。这好比骨腱损伤后会“通知”大脑中的某个部位，对这一部位进行调节控制，将有助于修复损伤部位。

该团队还开发了一系列骨腱界面移植物，将为未来临床治疗骨腱界面损伤性疾病提供新方法。和传统的移植物相比，他们创新设计的书页状组织支架，能够模仿骨腱界面的自然梯度结构，并且具有相当高的力学和仿生性能。

上述系列研究均得到了国家自然科学基金重点项目、面上项目的资助，成果发表在eLife、The American Journal of Sports Medicine、Bioactive Materials、Biomaterials等期刊上。

近日，国家自然科学基金委召开医学科学领域重点类项目结题审查会，吕红斌主持的运动医学领域重点项目《力学刺激介导局部微环境对干细胞的调节及其在骨腱界面损伤修复中的作用研究》顺利通过并获得好评，该项目部分研究成果还入选《2022年中国运动医学临床新进展年度盘点》。

相关论文信息：

https://doi.org/10.7554/eLife.73614

https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/03635465211011751?url_ver=Z39.88-2003&rfr_id=ori:rid:crossref.org&rfr_dat=cr_pub%20%200pubmed

https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2452-199X(21)00595-8