2025年10月11日，北京大学第三医院运动医学科王健全/黄洪杰/程锦团队在国际权威期刊Materials Today Bio（《今日生物材料》）刊登题为“Injectable composite microspheres/hydrogel membranes for Achilles tendon regeneration”（可注射复合微球水凝胶膜促进跟腱再生）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，创新设计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。
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，但跟腱自身血供差、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，该团队设计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：
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
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。
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。
北医三院运动医学科王健全教授、黄洪杰副研究员、程锦副研究员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。
科学研究
