Rotator cuff tears are common and cause a great deal of lost productivity, pain, and disability. Tears are typically repaired by suturing the tendon back to its bony attachment. Unfortunately, the structural (e.g., aligned collagen) and compositional (e.g., a gradient in mineral) elements that produce a robust attachment in the healthy tissue are not regenerated during healing, and the repair is prone to failure. Two features of the failed healing response are deposition of poorly aligned scar tissue and loss of bone at the repair site. Therefore, the objective of the current study was to improve tendon-to-bone healing by promoting aligned collagen deposition and increased bone formation using a biomimetic scaffold seeded with pluripotent cells. An aligned nanofibrous poly(lactic-co-glycolic acid) scaffold with a gradient in mineral content was seeded with adipose-derived stromal cells (ASCs) and implanted at the repair site of a rat rotator cuff model. In one group, cells were transduced with the osteogenic factor bone morphogenetic protein 2 (BMP2). The healing response was examined in four groups (suture only, acellular scaffold, cellular scaffold, and cellular BMP2 scaffold) using histologic, bone morphology, and biomechanical outcomes at 14, 28, and 56 days. Histologically, the healing interface was dominated by a fibrovascular scar response in all groups. The acellular scaffold group showed a delayed healing response compared to the other groups. When examining bone morphology parameters, bone loss was evident in the cellular BMP2 group compared to other groups at 28 days. When examining repair-site mechanical properties, strength and modulus were decreased in the cellular BMP2 groups compared to other groups at 28 and 56 days. These results indicated that tendon-to-bone healing in this animal model was dominated by scar formation, preventing any positive effects of the implanted biomimetic scaffold. Furthermore, cells transduced with the osteogenic factor BMP2 led to impaired healing, suggesting that this growth factor should not be used in the tendon-to-bone repair setting.

Resumen
Desgarros del manguito rotador son comunes y causan una gran cantidad de pérdida de productividad, dolor y discapacidad. Los desgarres son normalmente reparados suturando el tendón de nuevo a su inserción ósea. Por desgracia, la estructural (por ejemplo, colágeno alineados) y la composición (por ejemplo, un gradiente en mineral) elementos que producen una fijación sólida en el tejido sano no se regenera durante la curación, y la reparación es propensa al fracaso. Dos características de la respuesta de curación no son la deposición de tejido cicatrizado mal alineados y la pérdida de hueso en el sitio de la reparación. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue para mejorar la cicatrización tendón al hueso mediante la promoción de la deposición de colágeno alineado y aumento de la formación de hueso usando un andamio biomimético sembrado con células pluripotentes. Un poli nanofibras alineados (ácido láctico-co-glicólico) andamio con un gradiente en el contenido mineral se sembró con células estromales derivadas de tejido adiposo (ASC) y se implanta en el sitio de la reparación de un modelo del manguito rotador rata. En un grupo, las células fueron transducidas con la proteína osteogénica ósea factor morfogenético 2 (BMP2). La respuesta de curación se examinó en cuatro grupos (sutura solamente, acelular andamio, andamio celular, y BMP2 andamio celular) usando histológico, la morfología ósea, y los resultados biomecánicos en 14, 28, y 56 días. Histológicamente, la interfaz de curación fue dominado por una respuesta cicatriz fibrovascular en todos los grupos. El grupo andamio acelular mostró una respuesta de curación retardada en comparación con los otros grupos. Al examinar los parámetros de morfología ósea, pérdida ósea era evidente en el grupo BMP2 celular en comparación con otros grupos a los 28 días. Al examinar las propiedades mecánicas del sitio de reparación, resistencia y módulo disminuyeron en los grupos de BMP2 celulares en comparación con otros grupos a los 28 y 56 días. Estos resultados indican que la cicatrización tendón a hueso en este modelo animal estaba dominado por la formación de cicatrices, evitando cualquier efecto positivo del andamio biomimético implantado. Además, las células transducidas con el factor osteogénico BMP2 llevaron a alteración de la cicatrización, lo que sugiere que este factor de crecimiento no se debe utilizar en el ajuste de la reparación tendón a hueso.