组织工程椎间盘纤维环的研究与进展

背景:组织工程是永久性修复退变椎间盘的新策略,然而髓核组织工程方法无法完整重建椎间盘的结构和功能,所以,相应的纤维环组织工程被认为是组织工程椎间盘治疗策略的主要限制因素之一.目的:综述组织工程椎间盘纤维环的研究与进展,为组织工程椎间盘研究提供理论基础.方法:由第一作者用计算机检索Pubmed、CNKI及维普数据库,限定时间为2000/2010,中英文检索词分别为"组织工程、椎间盘、纤维环、种子细胞、支架材料、生长因子"和"tissue engineering,intervertebral disc,annulus fibrosus,seed cell,scaffold,growth factor",语言分别设定为中文和英文.从组织工程椎间盘纤维环的种子细胞来源,支架材料选择,生长因子3方面进行归纳介绍.结果与结论:共检索到106篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,保留34篇文章进行综述.目前组织工程椎间盘研究重点在构建纤维环组织与髓核组织上.关于功能化纤维环的构建还处于起始阶段,种子细胞、支架材料以及生长因子的选取仍需进一步的实验研究.     

组织工程椎间盘纤维环的研究与进展

背景：组织工程是永久性修复退变椎间盘的新策略,然而髓核组织工程方法无法完整重建椎间盘的结构和功能,所以,相应的纤维环组织工程被认为是组织工程椎间盘治疗策略的主要限制因素之一。目的：综述组织工程椎间盘纤维环的研究与进展,为组织工程椎间盘研究提供理论基础。方法：由第一作者用计算机检索Pubmed、CNKI及维普数据库,限定时间为2000/2010,中英文检索词分别为＂组织工程、椎间盘、纤维环、种子细胞、支架材料、生长因子＂和＂tissue engineering,intervertebral disc,annulus fibrosus,seed cell,scaffold,growth factor＂,语言分别设定为中文和英文。从组织工程椎间盘纤维环的种子细胞来源,支架材料选择,生长因子3方面进行归纳介绍。结果与结论：共检索到106篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,保留34篇文章进行综述。目前组织工程椎间盘研究重点在构建纤维环组织与髓核组织上。关于功能化纤维环的构建还处于起始阶段,种子细胞、支架材料以及生长因子的选取仍需进一步的实验研究。     

去细胞基质支架构建组织工程椎间盘:最为接近正常髓核三维结构

背景:目前临床上对椎间盘退变疾病无特效治疗,组织工程技术的发展为它提供了新的治疗思路。目的:综述了去细胞基质支架构建组织工程椎间盘的研究的研究进展。方法:应用计算机检索PubMed、中国知网、万方、中国生物医学文献库数据库2005至2014年文献,检索关键词为"椎间盘退变,去细胞基质,组织工程,支架,髓核,纤维环;Intervertebral disc degeneration,Extracellular matrix,Tissue Engineering,Scaffold,nucleus pulposus,annulus fibrosus"。结果与结论:组织工程椎间盘构建包括3要素:细胞支架、种子细胞及细胞因子,支架是其中的关键。去细胞基质是其中一类重要支架,近年来成为组织工程椎间盘支架的研究热点,可分为去细胞纤维环支架、去细胞髓核支架及一体化椎间盘支架,其中不同支架具有多种制备方法。相对各种人工材料来源及单一天然蛋白成分来源的支架,去细胞基质具有自己显著的优点,抗原性小、生物相容性高、最为接近正常髓核三维结构,可提供细胞生长所需微环境。但去细胞基质做为组织工程椎间盘支架同时仍存在少量不足,亟待进一步改进。     

椎间盘组织工程支架材料的研究进展

学术背景:椎间盘组织工程是目前医学领域的研究热点之一,但是研究的成果却不多,其中一个关键问题就是支架材料这个瓶颈。目的:介绍近年来应用于椎间盘组织工程的支架材料。检索策略:以网络数据库为主,查询Pubmed,Elsiver,Springerlink,Highwire等数据库1994/2007关于椎间盘组织工程支架材料方面的文献,检索关键词为"intervertebral disk,tissue engineering,scaffold"限定文献语言种类为"English";检索CNKI,数据库2000/2007的相关文献为补充,限定文献语种种类为中文,检索关键词为"椎间盘,组织工程,支架材料";同时手工翻阅相关书籍。纳入标准:内容与应用于椎间盘组织工程的支架材料相关。排除标准:重复性研究。文献评价:共收集到58篇文献,对资料进行初审,40篇符合纳入标准,进一步查找全文,纳入其中25篇进行归纳总结。资料综合:目前常用的材料按其来源可分为人工合成材料、天然材料及复合材料3大类;按其形状又可分为凝胶状、海绵状和纤维网状3大类。详细介绍了壳聚糖、脂肪族聚酯均聚物、藻酸盐、胶原、小肠黏膜下层、纤维蛋白胶、明胶、磷酸钙等材料的优缺点及应用现状结论:目前应用于椎间盘组织工程的支架材料不少,但缺少一种理想的支架材料,研制和开发应用于椎间盘组织工程的支架材料仍是椎间盘组织工程的研究的热点和难点之一。     

构建人工椎间盘组织工程支架

背景：组织工程技术的发展为已退变椎间盘功能的恢复提供了可能。 目的：综述椎间盘组织工程中支架的研究进展。 方法：由第一作者检索PubMed 数据库中1990-01-01/2012-12-31有关椎间盘组织工程中支架的文献,以“tissue engineering, intervertebral disc, scaffold”为检索词。 结果与结论：支架材料是组织工程研究中的一项重要组成部分。椎间盘纤维环支架材料有3大类,包括天然生物材料、人工合成材料及复合材料。椎间盘纤维环支架材料种类繁多,各有优缺点,尚无公认的最合适的支架材料,支架材料选择仍需进一步的实验研究。纳米级生物材料是研究发展的一个必然趋势,另外,利用仿生学原理,在模拟人椎间盘组织的过程中对支架材料进行改进同样是一个发展趋势;此外,可注射型支架同样是另一个研究热点,可注射型支架材料的选择范围主要集中在壳聚糖、Ⅱ型胶原、透明质酸、纤维蛋白、弹性蛋白、藻酸盐身上,目前将壳聚糖作为支架的研究相对较多。     

椎间盘组织工程学种子细胞的研究概况

目的:为逆转椎间盘细胞水平的病理改变,进而修复退变的椎间盘组织修复与恢复功能选择最适宜的种子细胞提供科学依据。资料来源:应用计算机检索Medline 1999-01/2006-06有关椎间盘组织工程、种子细胞及软骨缺损修复方面的文献,检索词为:“disci intervertebrales,tissue engineering,seed cell,cartiage defect,cartiage repain”,并限定文章语言种类为英文。同时计算机检索万方数据库1999-01/2006-06期间的相关文章,检索词为“椎间盘,组织工程,种子细胞”,并限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,选取有关椎间盘组织工程种子细胞实验或临床研究文献,筛除非随机对照实验、重复实验和综述、讲座、笔谈等非原著性文献,对剩余文献查找原文。资料提炼:共收集223篇相关文献,其中32篇符合纳入标准,排除191篇。符合纳入标准的32篇文献中,17篇涉及椎间盘自身细胞,3篇涉及经基因工程修饰的椎间盘纤维环、髓核细胞,12篇涉及间充质干细胞。资料综合:目前椎间盘自身细胞的单层培养或三维培养的技术较成熟,纤维环与髓核细胞是椎间盘组织工程中较为常用的种子细胞,经基因工程修饰后可分泌更多的细胞外基质,亦能较长时间维持细胞的生物学表型。间充质干细胞构建的组织工程骨早期修复骨缺损能力较强,能够对负重骨缺损进行有效的修复。结论:椎间盘组织工程中对种子细胞的研究已取得可喜的进展,其中尤以经基因工程修饰的椎间盘纤维环、髓核细胞最好,其作为种子细胞的优势在于生长迅速,细胞外基质分泌增多,长时间维持细胞的生物学表型,但其安全性还需进一步研究。     

椎间盘源性腰痛的病理生理学机制及组织工程学技术

背景:椎间盘源性腰痛的发病机制存在争议,认识其病理生理学机制,可为临床诊断和治疗提供重要的理论基础.目的:综述国内外关于椎间盘源性腰痛的病理生理学机制及组织工程学技术在其应用中的研究概况.方法:应用计算机检索PubMed 1980-01/2009-08期间的相关文章,检索词为"椎间盘源性腰痛,下腰痛,Discogenjc low back pain, low back pain,tissue engineering",并限定文章语言种类为English.同时计算机检索中国期刊全文数据库2000-01/2009-08期间的相关文章,检索词为"椎间盘源性腰痛",并限定文章语言种类为中文.此外还手工查阅相关专著数部.纳入椎间盘退变的病理生理机制、椎间盘突出致疼痛的病理生理学机制研究.结果与结论:慢性下腰痛部分是椎间盘本身内部结构病变导致的.自然退变和机械压力改变导致髓核和纤维环的破裂,神经纤维通过破裂的纤维环长入到椎间盘的内部,椎间盘内的髓核等组织破裂后能够刺激周围产生炎症因子,这些炎症因子刺激神经产生疼痛;腰部机械压力的改变,炎症因子进一步刺激神经导致疼痛加重.治疗盘源性下腰痛,传统手术治疗如椎间盘切除、腰椎融合、椎间盘内射频消融等会牺牲正常脊柱的高度和脊柱节段的活动,促进椎间盘的再生和椎间盘置换有可能解决这个问题,故组织工程方面治疗盘源性腰痛成为新的热门.     

静电纺纳米纤维用于组织工程支架

目的:描述静电纺支架的性质对细胞生长行为的影响及其在伤口敷料和皮肤、软骨、骨、血管、神经等组织工程领域的应用,介绍静电纺与其他支架相结合的制备方法,为开发理想的组织工程支架提供参考。资料来源:应用计算机检索Pubmed数据库1998-01/2007-01关于静电纺制备组织工程支架方面的相关文章,检索词为"electrospinning,tissue engineering scaffolds,nanofiber",并限定文章语言种类为英语。资料选择:对资料进行初审,选取包括静电纺丝和组织工程支架的文献。排除标准:综述和重复实验。资料提炼:共收集到65篇静电纺制备组织工程支架相关文献,54篇纳入符合标准的文献,排除11篇综述。资料综合:静电纺纳米纤维直径、亲水性及纤维取向对细胞生长行为有影响。静电纺组织工程支架在伤口敷料和皮肤、软骨、骨、血管、神经等组织工程领域具有广泛应用研究,研究包括天然材料、合成材料的各种材料在可纺基础上的生物相容性。结论:静电纺纳米纤维能最大程度仿生细胞外基质的结构,孔隙率高,通过多种材料的静电纺研究及其生物相容性研究,有望得到适用不同组织的支架材料。     

新型组织工程椎间盘纤维环支架的制备与性能检测

背景:以组织工程技术修复退变椎间盘,目前的研究多集中在如何修复摘除的髓核组织,然而髓核组织工程方法无法完整重建椎间盘的结构和功能,所以相应的纤维环组织工程被认为是组织工程椎间盘治疗策略的主要限制因素之一.目的:制备天然猪脱细胞脱钙骨基质明胶,并验证其作为组织工程椎间盘纤维支架的可行性. 方法:取猪股骨近端松质骨,用环钻钻取直径10 mm、内径5 mm、厚3 mm的中空环状骨,高压水枪冲洗,进行脱脂、脱钙、脱细胞等相关处理,制成环状的支架材料.对材料进行大体、组织学、光镜、扫描电镜观察,并对支架的吸水率、孔隙率、生物力学参数等进行检测.分离培养犬骨髓间充质干细胞,采用MTT法分析支架浸提液毒性.结果与结论:支架为乳白色,中空环状,质地柔软的多孔结构.苏木精-伊红染色示组织无细胞结构残留.光镜及扫描电镜示支架孔隙均匀,孔隙相通,平均孔径为(401.4±13.1) μm,孔隙率为(62.12±1.52)%,吸水率为(409.77±11.34)%.生物力学结果示支架的弹性模量为(47.75±6.32) kPa.MTT法显示不同浓度支架浸提液与对照 DMEM 培养液吸光度值比较,差异无显著性意义(P ＞ 0.05),支架无细胞毒性.提示猪脱细胞脱钙骨基质明胶去细胞彻底,具有良好的孔径、孔隙率及生物力学强度,并且无毒,具备良好的生物相容性,可作为组织工程椎间盘纤维环支架材料.     

不同支架材料构建组织工程肌腱的性能评价

目的:总结修复肌腱损伤的主要组织工程支架材料及研究进展.方法:由第一作者采用电子检索的方式,在CNKI数据库中检索1902-01/2010-10有关生物材料应用于组织工程肌腱支架的研究文章,关键词为"重建肌腱,生物材料,人工肌腱,组织工程,支架材料".排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入18篇文献进行评价.结果:来源于自然界的天然生物材料主要有蚕丝、小肠黏膜下层、胶原、衍生肌腱支架材料等,保留了组织正常的三维网架结构,组织相容性好,但力学性能较差、降解速度快.人工合成高分子材料主要为聚乳酸和聚羟基乙酸、聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物、聚磷酸钙纤维等,但存在亲水性低、细胞黏附性能差的不足.结论:天然及合成高分子材料作为组织工程支架材料都有各自的优缺点,绝大多数还处于研究阶段,尚未应用于临床,因此改进支架材料的性能是目前研究的主要方向之一.     

新型组织工程椎间盘纤维环支架的制备与性能检测

背景：以组织工程技术修复退变椎间盘,目前的研究多集中在如何修复摘除的髓核组织,然而髓核组织工程方法无法完整重建椎间盘的结构和功能,所以相应的纤维环组织工程被认为是组织工程椎间盘治疗策略的主要限制因素之一。目的：制备天然猪脱细胞脱钙骨基质明胶,并验证其作为组织工程椎间盘纤维支架的可行性。方法：取猪股骨近端松质骨,用环钻钻取直径10mm、内径5mm、厚3mm的中空环状骨,高压水枪冲洗,进行脱脂、脱钙、脱细胞等相关处理,制成环状的支架材料。对材料进行大体、组织学、光镜、扫描电镜观察,并对支架的吸水率、孔隙率、生物力学参数等进行检测。分离培养犬骨髓间充质干细胞,采用MTT法分析支架浸提液毒性。结果与结论：支架为乳白色,中空环状,质地柔软的多孔结构。苏木精-伊红染色示组织无细胞结构残留。光镜及扫描电镜示支架孔隙均匀,孔隙相通,平均孔径为（401.4±13.1）μm,孔隙率为（62.12±1.52）%,吸水率为（409.77±11.34）%。生物力学结果示支架的弹性模量为（47.75±6.32）kPa。MTT法显示不同浓度支架浸提液与对照DMEM培养液吸光度值比较,差异无显著性意义（P〉0.05）,支架无细胞毒性。提示猪脱细胞脱钙骨基质明胶去细胞彻底,具有良好的孔径、孔隙率及生物力学强度,并且无毒,具备良好的生物相容性,可作为组织工程椎间盘纤维环支架材料。     

不同支架材料构建组织工程肌腱的性能评价

目的：总结修复肌腱损伤的主要组织工程支架材料及研究进展。方法：由第一作者采用电子检索的方式,在CNKI数据库中检索1902-01/2010-10有关生物材料应用于组织工程肌腱支架的研究文章,关键词为＂重建肌腱,生物材料,人工肌腱,组织工程,支架材料＂。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入18篇文献进行评价。结果：来源于自然界的天然生物材料主要有蚕丝、小肠黏膜下层、胶原、衍生肌腱支架材料等,保留了组织正常的三维网架结构,组织相容性好,但力学性能较差、降解速度快。人工合成高分子材料主要为聚乳酸和聚羟基乙酸、聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物、聚磷酸钙纤维等,但存在亲水性低、细胞黏附性能差的不足。结论：天然及合成高分子材料作为组织工程支架材料都有各自的优缺点,绝大多数还处于研究阶段,尚未应用于临床,因此改进支架材料的性能是目前研究的主要方向之一。     

不同类型生物材料的心脏瓣膜应用及安全性评价

背景:组织工程心脏瓣膜是应用工程学和生命科学的原理和方法构建具有生理功能和生物活性的瓣膜替代物,但仍处于动物实验阶段.目的:总结常用的组织工程心脏瓣膜,对不同类型生物材料的心脏瓣膜应用的安全性进行评价.方法:以"生物材料,心脏瓣膜,支架材料,综述文献,组织工程"为中文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-12相关文章.纳入与生物材料与组织工程心脏瓣膜研究相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章.结果与结论:共纳入生物材料与组织工程心脏瓣膜研究相关文献20篇.天然支架材料因其优越的生物相容性和三维空间构象,具有其他材料不可比拟的仿生性.合成可降解高分子材料具有良好的可控性和力学性能也备受研究者青睐,而将天然材料和高分子材料融合一体构建的复合支架材料为组织工程心脏瓣膜的研究提供了新的策略和方向,具有广阔的应用前景.     

不同类型生物材料的心脏瓣膜应用及安全性评价（英文）

背景：组织工程心脏瓣膜是应用工程学和生命科学的原理和方法构建具有生理功能和生物活性的瓣膜替代物,但仍处于动物实验阶段。目的：总结常用的组织工程心脏瓣膜,对不同类型生物材料的心脏瓣膜应用的安全性进行评价。方法：以＂生物材料,心脏瓣膜,支架材料,综述文献,组织工程＂为中文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-12相关文章。纳入与生物材料与组织工程心脏瓣膜研究相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。结果与结论：共纳入生物材料与组织工程心脏瓣膜研究相关文献20篇。天然支架材料因其优越的生物相容性和三维空间构象,具有其他材料不可比拟的仿生性。合成可降解高分子材料具有良好的可控性和力学性能也备受研究者青睐,而将天然材料和高分子材料融合一体构建的复合支架材料为组织工程心脏瓣膜的研究提供了新的策略和方向,具有广阔的应用前景。     

细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景：通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法。目的：评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景。方法：由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献。结果与结论：目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等。通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略。     

Treatment of the degenerated intervertebral disc; closure,repair and regeneration of the annulus fibrosus

Degeneration of the intervertebral disc (IVD) and disc herniation are two causes of low back pain. The aetiology of these disorders is unknown, but tissue weakening, which primarily occurs due to inherited genetic factors, ageing, nutritional compromise and loading history, is the basic factor causing disc degeneration. Symptomatic disc herniation mainly causes radicular pain. Current treatments of intervertebral disc degeneration and low back pain are based on alleviating the symptoms and comprise administration of painkillers or surgical methods such as spinal fusion. None of these methods is completely successful. Current research focuses on regeneration of the IVD and particularly on regeneration of the nucleus pulposus. Less attention has been directed to the repair or regeneration of the annulus fibrosus, although this is the key to successful nucleus pulposus, and therewith IVD, repair. This review focuses on the importance of restoring the function of the annulus fibrosus, as well as on the repair, replacement or regeneration of the annulus fibrosus in combination with restoration of the function of the nucleus pulposus, to treat low back pain. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

经皮纤维环穿刺法建立兔椎间盘退行性变动物模型

背景:合适的椎间盘退变动物模型是椎间盘组织工程研究的必要条件,但目前尚缺乏公认的模型制备方法。目的:采用C形臂辅助下经皮纤维环穿刺法制备兔椎间盘退变动物模型,并评估其可行性。方法:选定新西兰大白兔L2/3和L3/4椎间盘作为穿刺干预椎间盘,L1/2和L5/6椎间盘作为空白对照组,采用C形臂辅助下经皮穿刺法干预椎间盘。于术后2,4,8,12周各选择2只兔麻醉后拍摄兔腰椎核磁共振影像,处死动物采集椎间盘,进行椎间盘髓核蛋白多糖测定。核磁共振检查观察椎间盘退行性改变,二甲基亚甲蓝染色分光光度法测定髓核中蛋白多糖含量变化。结果与结论:术后4周穿刺干预椎间盘髓核区域核磁共振信号强度及髓核内蛋白多糖含量同空白对照组相比均下降(P<0.05),其后两者呈现逐渐下降趋势。结果证实,C形臂X射线机辅助下经皮纤维环穿刺法可用于椎间盘退变动物模型的制备。     

经皮纤维环穿刺与经肌间隙纤维环刀刺建立兔椎间盘退变模型

背景：有研究表明椎间盘退变模型的建立可为椎间盘退变治疗提供实验载体,但目前尚缺乏公认的最佳实验动物模型。 目的：比较经皮纤维环穿刺法和经肌间隙纤维环刀刺法建立兔椎间盘退变模型的差异。 方法：将新西兰大白兔分别采用经皮纤维环穿刺法和经肌间隙纤维环刀刺法建立兔椎间盘退变模型,穿刺后4,8,16周通过磁共振和组织病理学检查观察腰椎间盘髓核变性及组织病理情况。 结果与结论：穿刺后4周,两组兔椎间盘髓核内T2加权像信号降低、变暗,椎间隙高度下降,但经皮纤维环穿刺组T2信号强度评分较经肌间隙纤维环刀刺组低（P〈0.05）;穿刺后8周,两组T2信号强度评分均增高,经皮纤维环穿刺组T2信号强度评分较经肌间隙纤维环刀刺组低（P〈0.05）;穿刺后16周,两组兔椎间盘髓核内T2信号强度评分达最高且差异无显著性意义,两组椎间隙均明显变窄,椎间盘均亮度变黑,两组差异不明显;经皮纤维环穿刺组手术时间少于经肌间隙纤维环刀刺组（P〈0.05）,经肌间隙纤维环刀刺组感染率为5.6%,而经皮纤维环穿刺组无感染。结果证实,经皮纤维环穿刺法建立兔椎间盘退变模型建模时间短,感染率低,效果优于经肌间隙纤维环刀刺法造模。