来自戈尔韦大学和利默里克大学的学者近期调查表明，电刺激可能在维持肌腱健康方面发挥关键作用，为肌腱修复和再生开辟了新的机遇。
该研究在CÚRAM医疗设备研究中心进行，得到了Taighde Éireann — Research Ireland的支持，该机构之前被称为爱尔兰科学基金会。
肌腱设计为承受显著的机械压力，同时允许将力量从肌肉转移到骨骼。它们在被拉伸时还能够产生电场，这一特性被认为对调节肌腱细胞的功能至关重要。不幸的是，肌腱在受伤后的自我修复能力有限，常常导致慢性疼痛和残疾，从而降低患者的工作效率。
在2023年，严重的撕裂或创伤性损伤影响了美国近50万名全职工作的个体，涉及肌腱、韧带和肌肉。
肌腱损伤的恢复过程漫长，通常需要广泛的康复，导致每次损伤几乎失去两个月的工作日。目前的再生医学技术在肌腱修复方面仍然难以复现肌腱细胞的自然环境，从而降低了其有效性。
马克·费尔南德斯-雅格博士在戈尔韦大学的CÚRAM进行研究时获得博士学位，他领导研究团队探讨电信号和机械信号如何协同影响肌腱细胞的行为。传统上，在实验室环境中培养肌腱细胞极具挑战性，因为一旦从体内移除，它们会迅速而不可逆地失去类肌腱特征。
为了解决这些问题，团队创造了一种创新的细胞培养设备，称为“鼓膜压电生物反应器”。该设备的工作原理类似于人类耳膜，为肌腱细胞提供机械振动和电刺激。
这种刺激组合帮助细胞在实验室培养时维持其健康的、特定于肌腱的特征，使其适合用于组织修复和再生方法。
费尔南德斯-雅格博士表示：“我们的研究基于对细胞如何感知和与其环境相互作用的全面理解。到目前为止，肌腱细胞是在专门的设备中培养的，这些设备拉伸它们以模仿身体运动的效果。然而，这种方法未能考虑肌腱组织是压电的——在机械压力下产生电信号。我们的项目开发了动态电-机械刺激系统，为细胞提供了适当的信号，以正确引导其生长，从而模仿典型组织形成和愈合过程中观察到的关键环境条件。”
戈尔韦大学副教授、研究主要负责人马努斯·比格斯博士讨论了研究结果的一些更广泛的影响：“我们的方法不仅在实验室环境中展示了生长肌腱组织的巨大潜力，而且对生成其他受双重电和机械刺激影响的组织具有重要意义，例如软骨、骨骼，甚至心血管组织。这项研究为开发促进组织强化并为现有物理康复实践提供替代或补充策略的治疗开辟了新的途径。
“我们认识到，传统的肌肉骨骼疗法通常依赖物理治疗向再生组织的细胞传递机械信号。通过整合电刺激，我们可以在控制细胞反应方面实现更高的精度，从而为再生医学应用提供更有效的方法。重要的是，肌腱的压电特性长期以来被认为具有生理作用。这项研究是展示压电信号可以影响细胞分化和发育的开创性努力之一。”
