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运动受伤:“滑雪皇后”的韧带重塑
发布时间:2024-12-10
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在加拿大温哥华举办的2010年冬季奥林匹克运动会中,林赛·沃恩(Lindsey Vonn)成为美国第一位获得高山滑雪速降金牌的女选手,70英里/小时(31.29米/秒)的速度也使她被称为“世界速度皇后”。但是在2013年奥地利阿尔卑斯世界冠军赛中,沃恩的右膝严重受伤。沃恩回忆说:“当我从山上跌倒时我就想:天哪,希望我还能参加索契冬奥会。”

根据诊断,沃恩的胫骨表面发生了骨折,同时她的膝关节中两根重要的韧带[内侧副韧带(MCL)和前交叉韧带(ACL)]还发生了撕裂。沃恩进行了ACL重建术,之后的七个月都没有能够出现在滑雪场上,她希望把索契冬奥会作为她恢复过程的终极目标。

对于沃恩来说,这场意外是一个灾难。ACL损伤在滑雪运动中是最常见的。在滑雪运动中,无论是职业运动员还是非职业运动员,ACL损伤的发生率都是相当高的,甚至每七八个人中就有一个出现ACL撕裂。

美国康涅狄格大学健康中心的骨科专家和生物医学工程学教授凯托·劳伦辛(Cato Laurencin)对此非常熟悉,他的专长是膝关节和肩关节重建。韧带是骨与骨相连的结构。前交叉韧带,顾名思义,这根韧带位于前方,交叉指的是它与另一根韧带是十字交叉的关系。ACL连接股骨(大腿骨)和胫骨(小腿骨),并且为膝关节提供稳定性。由于ACL不能自己愈合,所以只能利用患者自身的或者尸体的生物材料通过手术来进行重建。这需要六个月到一年甚至更长时间才能完全恢复,然而运动员都希望能尽早回到赛场。沃恩实际上到2015年才复出,晚于预期。

在美国国家科学基金的资助下,劳伦辛正在寻找一种能够缩短愈合时间的可行方案,就是通过一种被称为“L-C韧带”的可生物降解的支架,让患者再生出新的ACL。L-C韧带是通过组织工程合成的,这项研究的目标是利用合成或天然材料来修复并再生像韧带、肌腱和骨骼这样的生物组织。“通过了解细胞如何与材料发生反应,我们制造出能够植入人体的三维基质,从而再生ACL。我们的目标不仅仅是制造出像ACL的材料,而且还要制造出能够成为ACL的材料。”劳伦辛说。劳伦辛把这个工作称为“再生工程”,是组织工程的下一个阶段,包括利用材料科学、干细胞科学以及生物学来再生肌肉、韧带和肌腱。他的团队最新的一个课题涉及肩部旋转肌袖。“我们已经制造出很多种肢体组织,下一步我们要想办法把这些组织互相连接起来,制造出更复杂的组织。对于这个问题的答案,正如我们在再生工程中所说的那样,是非常复杂的。这不仅仅涉及材料领域,还包括使用干细胞,并了解启动干细胞分化的线索。”

劳伦辛的L-C韧带实验才刚刚开始,他希望有一天能够帮助像沃恩这样的运动员更早回到赛场。