研究人员使用实验室生长的组织移植物进行个性化关节置换

并将下颌连接到头骨，是一种解剖学上复杂且高负载的结构，由软骨和骨骼组成。仅在美国就有大约 1000 万人因出生缺陷、创伤或疾病而患有颞下颌关节功能障碍。目前的治疗方法包括从只能暂时缓解疼痛的类固醇注射到使用假肢装置或供体组织的手术重建，并且通常无法提供持久的修复。研究人员一直在寻找更好的治疗颞下颌关节的方法，包括研究在实验室中生长的生物颞下颌关节移植物，这种移植物可以与天然组织整合，随着时间的推移重塑关节，并为患者提供终生功能。

来自哥伦比亚大学工程学院、哥伦比亚大学牙科医学院和医学系、路易斯安那州立大学、LaCell LLC 和 Obatala Sciences 的多学科团队现已通过生物工程技术开发出活体软骨骨颞下颌关节移植物，在生物学和解剖学上与受体精确匹配。他们的最新研究今天发表在《科学转化医学》杂志上，该研究建立在他们之前从 2005 年开始的一系列研究成果的基础上，这些研究成果涉及生物工程功能性软骨和骨骼，用于再生医学和疾病组织模型。

作者利用尤卡坦小型猪建立了利用受体自身细胞进行颞下颌关节重建的方法。研究小组从每只动物身上获得的少量脂肪中分离出干细胞，在培养物中扩增细胞以获得足够数量的大型移植物，并将它们诱导成软骨和骨形成细胞。研究人员利用成像引导制造技术，将一块临床使用的脱细胞牛骨基质塑造成正在修复的颞下颌关节的精确几何形状。他们在这个支架中注入了骨形成细胞，同时通过压实 1 毫米厚的浓缩间充质细胞表层来诱导软骨形成。他们建造了匹配的生物反应器室，使支架紧紧地贴在其中，就像戴手套的手一样。