北京大学北京大学第三医院运动医学科王健全团队发表成果助力肌腱组织再生

2025年10月11日，北京大学第三医院运动医学科王健全教授、黄洪杰副研究员、程锦副研究员团队在国际权威期刊《今日生物材料》（Materials Today Bio）刊登题为“Injectable composite microspheres/hydrogel membranes for Achilles tendon regeneration”的研究论文。该研究针对跟腱断裂修复后愈合质量差、术后粘连多、再断裂风险高的临床难题，研发出可注射复合微球水凝胶膜，为跟腱断裂的高质量修复提供了全新生物材料策略。

论文截图

跟腱是人体最粗壮的肌腱组织，承担着行走、跳跃等关键运动功能，其断裂是运动医学领域常见的严重损伤。完全断裂的跟腱需手术缝合以恢复结构连续性，然而，由于跟腱自身血供差、细胞密度低的生理特性，导致其自我修复能力较弱，术后常出现两大问题：一是修复质量与生物力学性能不足，再生肌腱多为纤维血管瘢痕组织，抗拉强度远低于正常跟腱，临床再断裂率高；二是愈合机制失衡引发粘连，跟腱愈合依赖内源性愈合（肌腱细胞增殖迁移，保障修复质量）与外源性愈合（成纤维细胞侵袭，易致瘢痕）的平衡，一旦外源性愈合占优，极易形成肌腱与周围组织的粘连，导致活动受限，严重影响患者运动功能恢复。如何同时强化内源性愈合、抑制外源性粘连，成为困扰临床的关键瓶颈。

针对这一难题，该团队研发了一种可注射的复合微球水凝胶膜，由负载血小板衍生生长因子BB（PDGF-BB）和纤连蛋白（Fn）的甲基丙烯酰化明胶（GelMA）水凝胶微球与抗粘连的甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）水凝胶膜组成，旨在促进跟腱愈合并防止粘连。

复合微球水凝胶膜制备与应用流程示意图

该复合体系通过以下机制发挥修复作用：

1.促愈合核心：PDGF-BB/Fn修饰GelMA水凝胶微球可强化内源性修复。修饰Fn后的GelMA水凝胶微球能够高效负载PDGF-BB，避免传统生长因子“爆释”导致的组织毒性，同时高效募集肌腱间充质干细胞（TDSCs）至损伤处，并促进其向功能性腱细胞分化。

2.防粘连屏障：HAMA水凝胶膜可减少外源性愈合。利用透明质酸（HA）作为关节滑液主要成分，在肌腱周围构建动态物理屏障，恢复损伤区域的润滑环境，抑制成纤维细胞活化与侵袭，从源头减少外源性粘连。且HAMA水凝胶的降解速率与跟腱愈合周期匹配，体内植入引发的异物排斥反应显著低于动物组织来源的GelMA水凝胶。

3.动物实验验证：4周实现跟腱高质量修复与低粘连。为验证复合体系的疗效，团队在大鼠跟腱断裂模型中开展实验，设置正常对照组、单纯缝合组、缝合+HAMA水凝胶组、缝合+HAMA水凝胶+复合微球组，4周后通过多维度评估显示，复合微球与水凝胶膜联合治疗组运动功能与疼痛缓解，甚至接近正常水平；修复后跟腱生物力学性能显著提升，可有效降低再断裂风险；组织学纤维排列更规整，粘连显著减少。

王健全、黄洪杰、程锦为本文共同通讯作者，博士研究生杨梦和张冲为共同第一作者。该研究获得了国家自然科学基金、北京大学临床科学家培养计划项目的资助。