| 运动员的噩梦 —— 韧带损伤与传统修复的困境 | 
| 在竞技体育的残酷法则下,伤病如同突如其来的风暴,瞬间便能吞噬球场上的光芒。这一次风暴的中心,是凯里·欧文。2025年3月4日,在独行侠与国王的比赛中,欧文在突破中与瓦兰对撞,落地后遭遇左膝反关节扭伤,确诊ACL撕裂,将面临9-12个月的康复期,这对33岁老将而言无异于职业生涯的悬崖。 | 
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| 前交叉韧带(ACL)撕裂是运动员最恐惧的伤病之一,传统自体韧带移植虽为最佳治疗方法,却面临供体部位疼痛、功能受损等风险;而市售的 PET 人工韧带,又因生物相容性差、骨整合不足,术后高失败率让医生头疼。在《Profiled Polyethylene Terephthalate Filaments ...》中,研究者开发了一种结合胶原(Collagen)、磷酸钙(CaP)的异形截面PET人工韧带,并应用ATMS动态培养系统模拟体内力学环境,显著提升了韧带细胞的再生能力,为运动医学开辟了新路径。 | 
| 异形纤维 + 生物涂层的 "黄金组合" | 
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| 采用熔融纺丝技术制造了O、I、Y、+(十字)四种异形截面PET纤维其中Y型截面纤维结合胶原涂层(PET/C) 展现出最佳的细胞增殖(图2b)和粘附能力(图2c, d),为细胞提供了更大的接触面积和利于营养物质传输的毛细结构。 
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| ATMS训练人工韧带 | 
| 为了模拟韧带在体内的受力环境,研究团队使用了ATMS Boxer™ 动态培养系统(图3b)。将接种了MSCs的PET/C人工韧带置于该系统中,施加周期性单轴拉伸(1 Hz频率,10%应变,每天2小时,持续3或7天)。 | 
| 这种力学刺激进一步放大了胶原涂层的促韧带分化作用。拉伸组(PET/C+S)相比静态培养组(PET/C),关键韧带基因(SCX, EGR1, TNC, COL3A1, COL1A1)的表达在拉伸3天或7天后均显著提升(图3c)。这证明ATMS提供的生理性力学刺激能有效协同生物材料,在体外定向诱导MSCs向韧带细胞分化。 
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| 体内验证:效果卓越 
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| 在兔子膝内侧副韧带(MCL)加固重建模型中,植入3个月后,新型 PET/C/CaP 韧带组韧带化程度高,结构接近天然韧带,纤维间隙细胞及胶原基质更丰富(图4);骨隧道内骨表面密度和体积密度显著高于对照组(LARS®)(图5b-c);移植物最大拉出失效载荷达68 N,显著高于对照组的48.67 N(图5d)。 | 
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| 该研究成功开发了一种结合异形Y型纤维设计、胶原涂层、CaP掺入的新型PET人工韧带,并且应用ATMS动态培养技术在体外证实了生理性力学刺激(10%应变,1Hz)能有效协同胶原涂层,显著促进MSCs的韧带特异性分化。体内实验进一步验证了该移植物在促进韧带化和骨整合方面的卓越性能。 | 
| 未来,ATMS系统有望进一步推动功能性人工韧带从实验室向临床转化,结合3D生物打印与动态力学培养,定制化的人工韧带能更快、更牢固地重建运动功能,赋予韧带“弹性新生”,为运动医学领域的韧带重建提供更优化的解决方案。 |