组织工程心脏瓣膜种子细胞：来源及应用

背景：应用机械瓣和生物瓣行瓣膜置换是治疗终末期瓣膜病的有效手段,然而他们的临床应用受到多个因素的限制。具备生物活性的组织工程心脏瓣膜有潜力克服机械瓣和生物瓣的不足,选择适宜的种子细胞是组织工程心脏瓣膜研究的一个重要方面,许多成熟的体细胞和干细胞已被用于构建组织工程心脏瓣膜,然而尚未获得理想的结果。 目的：以构成瓣膜的细胞成分为基础,对用于构建组织工程心脏瓣膜的种子细胞、体外细胞种植方法的研究进行综述。 方法：由第一作者基于PubMed数据库和万方数据库应用计算机检索2000年1月至2012年12月相关的文章,英文检索词为＂Tissue engineering,Heart valves,Cell＂,中文检索词为＂组织工程,心脏瓣膜,细胞＂,优选文章内容与组织工程心脏瓣膜种子细胞直接相关,具备针对性和权威性,发表在权威杂志的文章共39篇进行综述。 结果与结论：瓣膜的细胞成分主要是内皮细胞和间质细胞,早期人们常用内皮细胞和成纤维细胞构建组织工程瓣膜,随着干细胞研究的深入,应用搏动性生物反应器种植间充质干细胞具有构建的组织工程瓣膜的潜力。     

组织工程心脏瓣膜的材料特点及临床应用

背景:从组织工程心脏瓣膜材料的来源、瓣膜脱细胞方法、组织工程瓣膜的保存、组织工程心脏瓣膜的钙化、生物反应器及细胞与材料的黏附几方向进行归纳总结,为组织工程心脏瓣膜的临床应用提供理论依据.方法:应用计算机检索检索中国期刊全文数据库、万方数据库2000-01/2008-12期间的相关文章,检索词"瓣膜;心脏;组织工程",限定文章语言种类为中文.共检索到50篇文献,对资料进行初审,纳入标准:与心脏瓣膜支架材料相关的文章.排除标准:重复性研究.结果:目前临床治疗心脏瓣膜病常用的瓣膜替代物上要是机械瓣和生物瓣.所使用的瓣膜支架材料大多属于生物"惰性"材料,不能为种子细胞的附着和生长提供良好的生物界面.研究表明,选取低渗液-SDS和核酸酶共同对猪主动脉瓣膜进行脱细胞处理效果较好.动物实验证明环氧氯丙烷能使戊二醛处理的瓣膜钙化明显减轻,且瓣膜的力学性能和组织稳定性良好.有研究发现,将促黏附分子RGD肽(精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸)对胶原材料表面修饰,可提高生物源性支架的细胞黏附性,促进组织工程心脏瓣膜构建.结论:异种生物源性脱细胞的生物瓣膜足常用的生物材料之一其在免疫原性方面基本满足了作为组织工程心脏瓣膜支架材料要求,但其他方面的特件如机械力学性能、细胞亲合性等还需进一步验证.     

利用人骨髓基质干细胞构建组织工程心脏瓣膜的体外实验

背景：目前临床应用的人工瓣膜,无论机械瓣还是生物瓣都存在着诸如易感染、出血和血栓形成并发症,因瓣口狭窄需再手术等自身难以克服的缺陷。理论上具有生物活性的组织工程心脏瓣膜可克服上述缺点,但种子细胞和瓣膜支架的选取尚存在争议。目的：探讨应用人骨髓基质干细胞及脱细胞猪主动脉瓣支架体外构建组织工程瓣膜的可行性。方法：采用去垢剂一核酸酶消化法处理,去除猪主动脉瓣叶细胞成分,获取施行简单先心病修补患者胸骨来源的骨髓基质干细胞,将其种植于脱细胞猪主动脉瓣支架共培养5d。结果与结论：流式细胞技术证实接种的种子细胞的表面抗原符合人骨髓基质干细胞的特征;光镜及电镜检查证实,猪主动脉瓣膜中的细胞成分可完全去除,获得完整无细胞的纤维网状支架;瓣叶去细胞前后的生物力学性能无明显变化;种植的人骨髓基质干细胞可在脱细胞猪主动脉瓣支架表面形成一层连续的细胞层;接种的人骨髓基质干细胞有向成纤维细胞分化的趋势。以上结果提示种植人骨髓基质干细胞于脱细胞猪主动脉瓣支架上,可构建出组织工程心脏瓣膜。     

应用人骨髓间质干细胞与脱细胞猪主动脉瓣膜支架体外构建组织工程心脏瓣膜

目的:应用动物来源的细胞构建组织工程化心脏瓣膜的研究较多,本实验特征在于观察人骨髓间质干细胞与脱细胞猪主动脉瓣膜支架体外构建组织工程心脏瓣膜,并探讨其作为种子细胞的可行性。方法:实验于2005-12/2006-10在解放军第二军医大学长海医院全军胸心外科研究所完成,研究方案获伦理委员会批准。①实验材料:取开胸术中切除的肋骨骨髓,术前已经患者知情同意。新鲜猪心脏瓣膜取自上海复新屠宰场。②实验方法:Ficoll密度梯度离心从肋骨骨髓中获取骨髓单个核细胞,体外扩增培养后鉴定。采用去污剂和酶消化法将猪主动脉瓣叶行脱细胞处理,种植人骨髓间质干细胞。③实验评估:采用EnVision二步法染色鉴定人骨髓间质干细胞形态及细胞表型;采用苏木精-伊红染色、维多利亚蓝染色和VanGieson氏染色法观察细胞在脱细胞猪主动脉瓣叶支架上的生长特点;扫描电镜观察静态构建组织工程心脏瓣膜的形态。结果:①人骨髓间质干细胞形态及细胞表型鉴定:人骨髓间质干细胞为梭形,抗平滑肌抗体和波形蛋白染色阳性,CD31及Ⅷ因子染色阴性。②脱细胞猪主动脉瓣膜支架的组织学观察:猪去细胞瓣膜支架去细胞完全,弹力纤维及胶原纤维保持完整,种植的人骨髓间质干细胞在脱细胞瓣叶表面形成完整的细胞层。③构建组织工程心脏瓣膜的形态学观察:扫描电镜示瓣膜表面细胞层完整,细胞呈梭形复层生长。结论:人骨髓间质干细胞体外具有自然分化为肌成纤维细胞的特性,在去细胞猪主动脉瓣膜上生长良好,可作为一种有前途的种子细胞构建组织工程心脏瓣膜。     

组织工程心脏瓣膜支架材料的研究和展望

背景：当前应用于临床的生物瓣和机械瓣都存在着一定缺陷,而组织工程心脏瓣膜将避免这些问题成为理想的生物瓣膜替代物。目的：综述近年来组织工程心脏瓣膜支架材料的研究进展及面临的问题。方法：应用计算机检索1990至2011年万方数据库相关文章,检索词为“组织工程,心脏瓣膜,支架材料”,并限定文章语言种类为中文。同时计算机检索1990至2011年PubMed数据库相关文章,检索词为“tissue engineering．heartvalve,scaffoldmaterials”,并限定文章语言种类为English。共检索到文献147篇,最终纳入符合标准的文献61篇。结果与结论：人工心脏瓣膜置换是目前治疗心脏瓣膜性病变的主要外科治疗手段,但现有机械瓣和生物瓣都不是理想的心脏瓣膜置换物,在耐久性,增长潜力,相容性,抗感染方面有着显著的缺陷。组织工程心脏瓣膜是一个活体器官,并具有和自体心脏瓣膜同样的生长,修复和重建能力,这一新概念的提出为构建理想的心脏瓣替换物带来了希望。     

骨髓间充质干细胞在骨组织工程中的应用

目的：综述具有向多种细胞分化潜能的骨髓间充质干细胞的生物学特性、分离纯化与培养技术、向骨和软骨定向诱导分化技术、细胞载体支架及其应用于骨组织工程的实验研究。 资料来源：应用计算机检索Medline数据库1990—01／2004-12期间的相关文章，检索词“mesenchymal stem cell，tissue engineer”，限定文章语言种类为英文。同时计算机检索中国期刊全文数据库、万方数据库1994—01／2004—12期间的相关文章，检索词”间充质干细胞、组织工程”，限定文章语言种类为中文。 资料选择：对资料进行初审，选取间充质干细胞特性、分离培养技术和其应用于组织工程的文献，重复研究选取代表性的、年代相对较近的文献作为纳入标准；然后筛除非骨组织工程的研究和重复研究，对剩余的文献开始查找全文。 资料提炼：共收集到78篇关于间充质干细胞应用于组织工程方面的文章，纳入31篇；排除47篇，13篇为重复研究，34篇为非骨组织工程研究。 资料综合：间充质干细胞主要存在于骨髓中，能向多种组织细胞分化，在体外可大量扩增。①间充质于细胞的分离纯化和培养目前主要有3种方法：密度梯度离心法、流式细胞仪分离法、贴壁筛选法。也有学者采用单细胞克隆技术获得纯化的间充质干细胞细胞株，但此种方法不便于大量获得种子细胞，目前应用较广泛的是密度梯度离心技术。②间充质干细胞在适宜的培养基中加入诱导剂可向骨、软骨细胞分化，其理想的载体支架应能均匀地搭载并保留细胞，支持血管快速内生，能透X射线利于观察新骨形成，新骨形成后能被吸收和替代以利骨改建，能容许或提高宿主骨的骨传导性桥接，表面与细胞相互作用以保留分化细胞的功能，组织相容性好。③间充质干细胞是理想的基因治疗的靶细胞，它可以转入生长因子和细胞因子基因，经多次分裂后体外仍表达外源蛋白。它应用于骨组织工程的动物试验中已获得了成功。 结论：以干细胞工程为代表的现代组织工程学近年来发展迅猛，但间充质干细胞组织工程学尚处于起步阶段。骨髓间充质干细胞具有易于取材、多组织分化潜能、遗传背景稳定、植入体内无排斥反应、高增殖的特性，决定了其将会成为细胞、基因治疗以及组织工程中十分有用的工具：     

脂肪间充质干细胞分化为内皮细胞并体外构建组织工程心脏瓣膜

背景:组织工程心脏瓣膜是利用组织工程技术将种子细胞种植于瓣膜支架上所构建的一种人工瓣膜,目前国内外研究主要集中于种子细胞来源及支架选择上。目的:探讨人脂肪间充质干细胞体外向内皮细胞诱导分化后的细胞作为种子细胞,脱细胞猪主动脉瓣膜作为支架体外构建组织工程心脏瓣膜的可行性。方法:利用吸脂术采集脂肪组织,分离、培养脂肪间充质干细胞,流式细胞仪鉴定细胞表型;免疫细胞化学方法及RT-PCR检测细胞分化标志物;应用TritonX-100联合胰蛋白酶的方法制备脱细胞猪主动脉瓣支架,将体外培养扩增的诱导分化后的内皮细胞种植于支架上构建组织工程心脏瓣膜,光镜及电镜下观察组织工程心脏瓣膜的组织学结构。结果与结论:脂肪组织分离培养的脂肪间充质干细胞向内皮细胞诱导分化后表达CD31、CD34、CD144、Ⅷ因子和内皮型一氧化氮合成酶等内皮细胞特异性抗原;脱细胞猪主动脉瓣膜支架脱细胞完全,弹力纤维及胶原纤维保持完整;构建的组织工程心脏瓣膜可见支架上排列连续的单细胞层。提示脂肪间充质干细胞在体外向内皮细胞诱导分化后已初步具有内皮细胞功能,在脱细胞猪主动脉瓣膜支架上生长良好,可以在体外初步构建组织工程心脏瓣膜。     

骨髓间充质干细胞在组织工程研究中的应用进展

背景：骨髓间充质干细胞作为良好的种子细胞在组织工程中发挥着重要的作用。目的：描述骨髓间充质干细胞在在骨、软骨、肝、肌腱及心脏组织工程应用的实验现状,阐明骨髓间充质干细胞在组织工程中发挥的作用。方法：以检索词＂bonemarrowmesenchymalstemcells,mesenchymalstemcells,tissueengineering＂,应用计算机检索NCBI、PubMed数据库2000-01/2010-10关于骨髓间充质干细胞应用于组织工程方面文章,并限定文章语言种类为English,排除重复性研究和缺乏原创性的研究。结果与结论：共纳入33篇文献进行归纳分析。骨髓间充质干细胞增殖活跃、且具有多向分化潜能,在特定的条件下可以分化为成骨细胞、软骨细胞、肝细胞、肌腱细胞及心肌细胞。因此,骨髓间充质干细胞可作为良好的种子细胞应用于组织工程,治疗临床相关疾病。结果证实骨髓间充质干细胞在组织工程中有很高的应用价值,希望在相关疾病的治疗上能应用组织工程解决存在的难题。     

组织工程化软骨种子细胞的研究与展望

目的：软骨组织的再生能力有限，组织工程软骨的构建对修复软骨缺损有重大的意义。而软骨种子细胞是研究组织工程软骨最为重要的材料，也是目前软骨组织工程研究的重点及难点，因此，探讨软骨种子细胞的来源及其相关的生长因子对软骨组织工程的发展有重要的指导作用。资料来源：应用计算机检索Medline 1994—01／2004—09相关文章，检索词“tissue engineering cartilage，seeding chondmcytes”，并限定文章语言种类为English。同时计算机检索维普医学数据库和http：／／www．wanfangdata．com．cn 2002—01／2004—12相关文章，检索词“组织工程，软骨细胞”，限定文章语言种类为中文。资料选择：纳入条件：①随机对照实验研究。②单一样本研究。排除条件：①重复研究。②综述文献。资料提炼：共收集到35篇关于组织工程软骨的种子细胞的相关文献，其中10篇因系重复研究而被筛除。选取的25篇分别选自19种不同的杂志。资料综合：将25篇文献资料中软骨种子细胞的来源及其相关的生长因子研究的新进展予以综合。结论：随着胚胎干细胞技术、体外大规模培养技术、生长因子的应用及基因修饰等技术的成熟，组织工程软骨的研究将取得突破性的进展。     

骨髓间充质干细胞联合可降解支架体外构建组织工程带瓣静脉

背景：临床上治疗慢性静脉功能不全的主要方法是静脉瓣膜修复及带瓣静脉段移植,但这些方法创伤较大,且带瓣静脉来源有限。组织工程学和再生医学在修复病变血管方面取得的进步,而以自体来源的内皮细胞为种子细胞的组织工程带瓣静脉也见于了报道,但存在排出反应。 目的：构建一个有可自我更新、修复、类似天然瓣膜结构并具有功能的带瓣静脉。 方法：麻醉取Beagle犬的骨髓获取骨髓间充质干细胞,采用密度梯度离心和贴壁法获取骨髓间充质干细胞,并进行细胞的传代、冻存复苏、流式细胞仪检测和定向诱导分化。采用热致相分离技术,以聚（乳酸-乙醇酸）共聚物为基材,利用自制带瓣静脉模具制备三维组织工程带瓣静脉支架,制备组织工程带瓣静脉支架,并研究其形态结构。将骨髓间充质干细胞种植在支架上构建可降解的带瓣静脉,在体外培养2周。 结果与结论：扫描电镜观察显示支架孔隙率高。培养的细胞符合骨髓间充质干细胞的形态特征,培养的细胞大部分表达CD29和CD44,不表达CD34和CD45。细胞毒性实验显示支架无毒性,有利于细胞增殖和迁移。将细胞种植在支架表面上培养后可形成单层细胞层。体外实验验证细胞支架复合物的瓣膜有一定的开闭功能。利用三维聚（乳酸-乙醇酸）共聚物支架和骨髓间充质干细胞可成功构建组织工程带瓣静脉,组织工程带瓣静脉将有可能作为静脉瓣膜的的替代物治疗静脉瓣膜疾病。