間充質(zhì)干細(xì)胞（MSC）可來源于各種組織如骨髓，脂肪或臍血。這些細(xì)胞有能力在體外增殖和分化成一系列組織，包括成骨細(xì)胞，軟骨細(xì)胞，脂肪細(xì)胞，心肌細(xì)胞和血管細(xì)胞。由于這種能力，間充質(zhì)干細(xì)胞為組織再生領(lǐng)域的研究和臨床用途提供一個廣闊前景。

來源于人臍血的間充質(zhì)干細(xì)胞（umbilical cord blood setm cells)亦具有多能分化的潛能，可分化為包括軟骨細(xì)胞，成骨細(xì)胞和脂肪細(xì)胞等。臍帶血來源的間充質(zhì)干細(xì)胞取材方便，分化能力強，免疫原性較弱，且病毒細(xì)菌污染率低，以上優(yōu)點使其具備了軟骨組織工程學(xué)理想種子細(xì)胞的條件，其作為種子細(xì)胞在軟骨修復(fù)方面具有美好前景。

關(guān)節(jié)軟骨損傷很難治愈

人體內(nèi)軟骨有三種類型：關(guān)節(jié)軟骨（articular cartilage，又稱透明軟骨，覆蓋在關(guān)節(jié)表面)，纖維軟骨(如半月板，椎間盤)，及彈性軟骨(如外耳廓)。正常關(guān)節(jié)軟骨表面光滑,呈現(xiàn)藍(lán)白色，軟骨細(xì)胞分泌合成的軟骨基質(zhì)和軟骨基質(zhì)的降解保持平衡,使得關(guān)節(jié)軟骨光滑有彈性,可發(fā)揮保護、減輕震蕩和減少摩擦等重要生理作用。關(guān)節(jié)軟骨，俗稱“脆骨”，關(guān)節(jié)部位白白的那一層很薄的“骨頭”就是關(guān)節(jié)軟骨，人的關(guān)節(jié)也被這一層軟骨覆蓋。

隨著高能、高速創(chuàng)傷不斷增多和人口老齡化加速，關(guān)節(jié)軟骨損傷和退變的患者日益增多。關(guān)節(jié)軟骨損傷的治療是骨科領(lǐng)域一個難題，因為關(guān)節(jié)軟骨無神經(jīng)、血管及淋巴組織，自我修復(fù)能力極其有限。由于關(guān)節(jié)面有透明軟骨覆蓋，透明軟骨一旦損傷，可引起關(guān)節(jié)的僵硬、不穩(wěn)和疼痛，加速關(guān)節(jié)退變，導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生，當(dāng)關(guān)節(jié)軟骨損傷后發(fā)展到最終末期就會形成骨關(guān)節(jié)炎，又稱“老年性關(guān)節(jié)炎”。

關(guān)節(jié)軟骨損傷傳統(tǒng)治療手段不理想

關(guān)節(jié)軟骨損傷是運動愛好者及運動員的常見疾病。在超過60歲的人群中，80%以上在膝關(guān)節(jié)可見骨關(guān)節(jié)炎X線征象，50%被疼痛困擾。美國軟骨損傷患者每年約4300萬，治療軟骨損傷及并發(fā)癥醫(yī)療費用約耗資640億美元。關(guān)節(jié)軟骨損傷對人類健康帶來極大危害，加重了社會醫(yī)療的負(fù)擔(dān)。關(guān)節(jié)軟骨的損傷可以是急性創(chuàng)傷所致，也可以是慢性退變的結(jié)構(gòu)。關(guān)節(jié)軟骨沒有血管供應(yīng)，所以一旦發(fā)生急性淺層軟骨損傷，往往很難治愈。

對于已經(jīng)進展至骨性關(guān)節(jié)炎的病人，傳統(tǒng)治療采用方法是：非手術(shù)治療+手術(shù)治療。非手術(shù)治療方式包括：物理治療，改變生活方式（如減輕體重，減少關(guān)節(jié)活動），口服或注射藥物（如止痛藥物、軟骨保護藥物等）。手術(shù)治療方式包括：截骨矯形及關(guān)節(jié)置換。非手術(shù)治療時間長，且只能起到暫時緩解疼痛的作用，而手術(shù)治療后關(guān)節(jié)假體有使用年限，超過使用期限還需再手術(shù)更換假體，平時還需注意關(guān)節(jié)使用程度和頻率，也不能從事體力勞動，治療效果可想而知。

干細(xì)胞療法治療關(guān)節(jié)軟骨損傷四種作用機制

近年來隨著科技的發(fā)展，間充質(zhì)干細(xì)胞療法給軟骨修復(fù)帶來福音。干細(xì)胞療法治療關(guān)節(jié)軟骨損害已成為國內(nèi)外學(xué)者共同研究的熱點。作為關(guān)節(jié)軟骨治療的理想種子細(xì)胞，間充質(zhì)干細(xì)胞療法在治療關(guān)節(jié)軟骨的四種作用機制：

1、干細(xì)胞強大的自我更新、增殖能力及分化潛能，可替代受損軟骨細(xì)胞；

2、通過旁分泌和自分泌合成多種生物活性分子如胰島素樣生長因子（IGF）—I、轉(zhuǎn)化生長因子（TGF）－β、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）等，激活細(xì)胞和血管再生途徑，對軟骨起到營養(yǎng)作用；

3、歸巢性，在體內(nèi)微環(huán)境作用下主動遷移至軟骨缺血或受損部位進行修復(fù)重建；

4、免疫抑制和抗炎作用，即表達(dá)主要組織相容性復(fù)合體(MHC)—I而逃避宿主免疫清除，并通過抑制T淋巴細(xì)胞活性和抑制自然殺傷細(xì)胞分化實現(xiàn)抗炎作用。

干細(xì)胞療法在關(guān)節(jié)軟骨損傷的臨床研究

臨床試驗1：膝關(guān)節(jié)內(nèi)注射ADSC(SVF)和PRP治療骨性關(guān)節(jié)炎 (J Transl Med, 2017)

對10例患者關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射脂肪來源基質(zhì)成分ADSVF和PRP，治療后2年檢測結(jié)果，WOMAC評分也得到改善，60%的病人的軟骨體積增加。

治療后（b）比治療前（a）的軟骨厚度增加。注：兩條白色長度表示厚度

臨床試驗2：成人間充質(zhì)干細(xì)胞經(jīng)關(guān)節(jié)內(nèi)注射到膝關(guān)節(jié)（J Bone Joint Surg Am,2014）

對55例部分關(guān)節(jié)切除患者進行關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射間充質(zhì)干細(xì)胞，通過VAS及self-Lysholm評估：關(guān)節(jié)疼痛得到緩解，關(guān)節(jié)功能改善；隨訪1年，MRI檢測發(fā)現(xiàn)半月板體積顯著增加。

綜上所述：隨著組織工程等學(xué)科的迅猛發(fā)展，使得間充質(zhì)干細(xì)胞療法治療關(guān)節(jié)軟骨損傷成為了可能。在未來基礎(chǔ)科學(xué)以及臨床科學(xué)的研究中，干細(xì)胞療法治療關(guān)節(jié)軟骨損傷前景廣闊。