tendon development; tendon regeneration; clinical treatment; tendon tissue engineering

Tendon and Ligament Regeneration and Repair: Clinical Relevance and Developmental Paradigm
Guang Yang#, Benjamin B. Rothrauff#, and Rocky S. Tuan1 Center for Cellular and Molecular Engineering, Department of Orthopaedic Surgery, University of Pittsburgh School of Medicine, Pittsburgh, PA 15219, USA # These authors contributed equally to this work.
Abstract Tendon and ligament (T/L) are dense connective tissues connecting bone to muscle and bone to bone, respectively. Similar to other musculoskeletal tissues, T/L arise from the somitic mesoderm, but they are derived from a recently discovered somitic compartment, the syndetome. The adjacent sclerotome and myotome provide inductive signals to the interposing syndetome, thereby upregulating the expression of the transcription factor Scleraxis, which in turn leads to further tenogenic and ligamentogenic differentiation. These advances in the understanding of T/L development have been sought to provide a knowledge base for improving the healing of T/L injuries, a common clinical challenge due to the intrinsically poor natural healing response. Specifically, the three most common tendon injuries involve tearing of the rotator cuff of the shoulder, the flexor tendon of the hand, and the Achilles tendon. At present, injuries to these tissues are treated by surgical repair and/or conservative approaches, including biophysical modalities such as physical rehabilitation and cryotherapy. Unfortunately, the healing tissue forms fibrovascular scar and possesses inferior mechanical and biochemical properties as compared to native T/L. Therefore, tissue engineers have sought to improve upon the natural healing response by augmenting the injured tissue with cells, scaffolds, bioactive agents, and mechanical stimulation. These strategies show promise, both in vitro and in vivo, for improving T/L healing. However, several challenges remain in restoring full T/L function following injury, including uncertainties over the optimal combination of these biological agents as well how to best deliver tissue engineered elements to the injury site. A greater understanding of the molecular mechanisms involved in T/L development and natural healing, coupled with the capability of producing complex biomaterials to deliver multiple growth factors with high spatiotemporal resolution and specificity, will allow tissue engineers to more closely recapitulate T/L morphogenesis, thereby offering future patients the prospect of T/L regeneration, as opposed to simple tissue repair.
Keywords tendon development; tendon regeneration; clinical treatment; tendon tissue engineerin

๋Œ“๊ธ€

Designed by JB FACTORY