一、研究背景

人体的肌肉骨骼系统通过各种组织的协调行动发挥作用，在允许肌肉和骨骼有组织的运动的同时提供支持和稳定性。韧带连接骨头和骨头，肌腱连接肌肉和骨头，使结缔组织成为我们身体的重要组成部分。从肌肉到骨骼的过渡部分，称为肌腱-骨界面（TBI），是一个高度专业化的部位，可以有效地将拉伸载荷从软组织传递到硬组织这些界面在结构、成分和力学性能上表现出梯度变化，从而有效地在肌腱和骨骼之间传递应力。肌腱或韧带插入撕裂是骨科实践中常见的临床问题。肩袖损伤是最常见的运动损伤之一，通常会导致肩部疼痛、无力和活动范围受限，最终给家庭和社会带来沉重的经济负担肩袖撕裂限制了肩关节的活动，严重影响患者的日常生活。肌腱套撕裂通常需要手术修复。虽然一些患者术后肩部功能有明显改善，但再骨折率仍然很高，从15-94%不等。较高的再破裂率可归因于这样一个事实，即受伤部位通常位于肌腱-骨界面，复杂的结构和成分使得修复困难，而瘢痕导致组织脆弱。面对目前的情况，肩袖手术仍然是一个挑战，需要开发更好的解决方案来避免术后复发。

在肌腱和骨骼之间，有四层结构和成分的过渡：肌腱、非矿化纤维软骨、矿化纤维软骨和骨（图1）。在肌腱-骨界面内，细胞和细胞外基质沿界面呈梯度方向排列，这个过渡区介导了载荷从肌腱到骨的转移，并帮助将力从相对柔软的肌腱组织传递到刚性骨，从而最大限度地减少应力集中。然而，在从肌腱到骨的愈合过程中，肌腱和骨之间的这种独特的过渡组织没有被重建在骨-肌腱界面损伤后，由于促炎和抗炎巨噬细胞之间的不平衡，可能存在纤维软骨再生、骨质流失和免疫失调等问题。在肌腱套撕裂（RCT）的早期阶段，促炎巨噬细胞不成比例地产生白细胞介素1 （IL-1）、白细胞介素6 （IL-6）和肿瘤坏死因子（TNF-α），炎症因子的过量分泌抑制纤维软骨层再生并增强破骨细胞活性因此，在肌腱-骨愈合过程中，M2巨噬细胞没有足够的数量来支持骨和纤维软骨再生因此，在肌腱-骨愈合过程中改善异常炎症反应，促进软骨再生，减少骨质流失，促进成骨分化是可行的。

图1.人体纤维软骨插入的常见解剖位置和插入部位内过渡区域的示意图。

近年来，肌腱-骨界面的组织工程作为一种潜在的治疗选择得到了越来越多的关注。对于组织修复来说，组织工程很重要，因为它可以模拟自然组织，并提供一个模拟自然组织的细胞外基质（ECM）环境。ECM微环境对干细胞的行为和命运有着重要的调控作用。采用静电纺丝技术，聚合物纤维的直径可达50-1000纳米，比其他传统制造方法生产的纤维小几个数量级因此有人提出，静电纺丝可以制造出由纤维组成的支架，这些纤维在直径尺度和层状结构方面更类似于肌腱中的天然胶原纤维。大量研究表明，静电纺纳米纤维支架在肌腱组织工程应用中可促进细胞粘附、生长、增殖甚至分化，并显示出良好的再生效果

本文主要综述肌腱-骨界面组织。首先，讨论了骨肌腱附着点的发展现状及损伤界面的愈合机制。在接下来的章节中，静电纺丝技术将主要在肌腱和骨界面组织工程的背景下讨论。第二部分介绍了装载活性物质制备仿生支架的设计策略，最后总结了该领域的潜在挑战以及未来的发展方向。

二、摘要

肌腱-骨界面组织的再生是近年来研究的热点。然而，这个接口的复杂性给寻找合适的解决方案带来了挑战。组织工程因其在改善临床结果和肌肉骨骼功能方面的重要作用而被越来越多地用于肌腱-骨界面再生。本文综述了静电纺丝技术在界面组织工程中的研究进展。通过利用静电纺丝设备，研究人员已经能够制造出具有特定性能的支架，以促进肌腱和骨组织的再生和整合。本文讨论了肌腱-骨界面的独特结构和功能，其愈合机制，以及目前实现成功再生所面临的限制。此外，它强调了静电纺丝技术在支架制造中的潜力，以及它在促进功能和集成肌腱-骨界面组织发展中的作用。总之，本综述为静电纺丝技术在肌腱-骨界面组织工程中的应用提供了有价值的见解，强调了其在解决复杂界面再生相关挑战方面的重要性。

本文综述了近年来肌腱-骨界面组织再生的研究进展，重点介绍了静电纺丝技术在肌腱-骨界面组织再生中的应用。

三、结论

作为本文的一部分，作者总结了静电纺丝技术在肌腱-骨界面组织设计中的应用。各种类型的细胞在肌腱-骨界面内保持稳定，这使得肌肉力量有效地传递到骨骼。肌腱-骨界面愈合机制复杂，但对患者预后至关重要，目前的治疗方法在实现肌腱-骨界面的完全重建方面仍然存在不足。综述了肌腱-骨界面愈合的生物学和力学机制的研究进展，讨论了损伤界面的发育特征和愈合机制，主要涉及分子生物学、物理因素刺激和力学刺激。本文还对静电纺丝制备骨-肌腱界面组织工程支架的策略和材料进行了探讨。组织工程实现肌肉-肌腱/韧带-骨界面的再生为提供功能性移植和改善损伤后的临床结果提供了一种有吸引力的策略。尽管如此，由于其复杂的结构以及结构、功能和机械特性之间的关键相互依赖性，附着位点组织工程对生物学家和工程师来说是一个重大的挑战。近年来，组织工程取得了迅速的进展，但功能附着的类位点组织尚未被创造出来。为了提高依恋位点的质量，有必要更深入地了解它们的结构-功能关系，以及依恋位点的发展、动态平衡和再生机制。生物力学和生物学因素推动了自然发生的插入位点的发展，这些插入位点是由多种细胞类型和细胞外基质成分组成的功能分级组织。不同类型细胞的特异性转录因子启动骨和肌肉肌腱或韧带之间的分级界面的发育。因此，肌肉力量信号决定了附着部位的成熟和生长。因此，对调节自然附着位点发育和稳态的分子和力学因素的基础研究对于推进未来的界面组织工程方法至关重要。软组织和骨骼之间的界面在肌肉骨骼功能中起着重要作用，通过组织工程对其进行再生有望改善临床效果。然而，目前的研究在应用于临床实践之前，还需要克服几个挑战：(1)在机制研究方向上，虽然对肌腱-骨界面愈合的分子机制已经有了大量的研究，但愈合的核心关键仍然不清楚。(2)在实验翻译方面，需要跨学科合作，展示各种支架材料的分类、组成和植入方法，以获得更高水平的临床研究，找到最适合的治疗方案。随着新技术和新材料的出现，伦理问题也出现了。复杂的组织工程植入物和外源细胞的引入对患者构成风险。因此，在实施这些治疗策略之前，密切关注伦理问题仍然是必要的。

图2.(A)制造纳米纤维支架的类似订书机的装置；(B)获得随机排列和单轴纳米纤维支架的SEM图像。插图：针与集电极之间的电场线示意图。(C)带有定制旋转收集器的静电纺丝装置，用于制造纤维的成分梯度和SEM图像。(D)静电纺丝装置侧视图，(E)配备单磁体的集热器。(F)多层静电纺丝纤维堆叠实现对准随机定向效果的示意图。