微球细胞支架在骨组织工程中的应用*★

摘要：骨组织工程的难点之一在于获得大量表型正确的细胞。作为骨组织工程的核心内容，细胞支架领域发展迅速。微球不仅被广泛用于组织工程种子细胞扩增，还可直接作为载体将细胞传递至骨缺损部位，并作为支架支持新生骨组织生长。目前微球支架材料包括人工合成或天然来源的聚合物和陶瓷两种，微球支架通过微囊包裹或支架贴附与细胞结合，直接植入或与可注射基质结合后注入骨缺损部位，实现骨组织的修复。微球细胞支架以其细胞扩增高效性及细胞传递微创性，在组织工程中显示了良好的应用前景和潜力。 关键词：微球；微囊；细胞支架；骨组织工程     

人工材料在急性运动骨损伤中的应用与表面修饰

摘要 背景：选择合适的表面修饰材料,有针对性的对基质支架材料进行表面改性和表面修饰,提高材料表面的细胞黏附性以及促进细胞的增生是骨组织工程支架材料研究的重要内容。 目的：概述骨组织工程支架材料的运用情况,支架材料表面修饰材料的运用以及修饰方法或途径。 方法：由第一作者检索1995/2010 PubMed数据及万方数据库文章,选择与组织工程支架材料运用及表面修饰相关的文献。 结果与结论：成骨细胞与支架材料的作用依赖于材料的表面特性、局部形态、表面能或化学能等,这些表面特性决定了细胞怎样吸附到材料表面、细胞的定位以及细胞的功能行为等。因此生物材料的复杂性和细胞-生物材料表面的相互作用决定着进行生物支架材料表面修饰的重要性。理想的表面修饰应该兼顾表面拓扑结构、特异性识别、亲水与疏水平衡、蛋白质吸附等各个方面才能得到功能化的新生组织。目前,应用最多的表面修饰材料是Ⅰ型胶原,未来研究中将多种表面修饰材料进行复合发挥材料的互补作用,以及基因疗法和纳米材料的发展,将成为骨组织工程学领域研究的热点问题。 关键词：骨;支架材料;表面修饰;运动损伤;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.03.041     

骨组织工程支架材料的研究现状与应用差距*

摘要：骨组织工程在解决临床骨缺损这一棘手问题中具有许多优势,近年来引起许多研究人员的关注。目前组织工程生物衍生骨是骨缺损治疗的新突破点,文章针对骨组织工程的3个基本要素：支架材料、种子细胞和成骨因子作一总结。指出模拟天然骨形成机制,制备出仿生径向梯度分布、生物活性、无机物增强相与可降解材料复合且多孔的细胞支架材料,将是未来骨组织工程用支架材料的发展趋势。     

骨组织工程支架材料的研究进展及临床应用

背景：骨组织工程研究的中心环节是研制能够作为细胞移植与引导新骨生长的支架材料,以作为细胞外基质的替代物。 目的：总结骨组织工程支架材料的研究进展,并展望其发展趋势。 方法：由第一作者检索1995-01-12/2011-01 PubMed数据、中国知网数据库及维普数据库有关人工合成材料及天然支架材料相关文献。英文检索词为“bone tissue engineering,scaffold material,DBM,chitosan,HA,β-TCP”;中文检索词为：“骨组织工程,支架材料,细胞外基质,脱钙骨基质,壳聚糖,羟基磷灰石,β-磷酸三钙”。根据纳入标准排除重复性研究,保留30篇文献进行归纳总结。 结果及结论：支架材料是构建组织工程骨的主体,行使细胞外基质的功能,包括为组织细胞的修复活动提供适宜的微环境,抵挡来自周围组织的压力,用于承重部位暂时行使部分功能等。目前人工合成材料和天然材料各有优缺点,人工合成材料现存问题主要在于材料的细胞黏附率低,难以完全降解,致畸性和致癌性有待明确;天然材料则需要更好地解决材料的抗原性和机械性能的关系,降解速度的调控问题。充分了解现有材料的特点为寻找新方法及新材料提供理论依据。     

骨组织工程纳米复合支架及其生物学评价**

目的：综述骨组织工程常用支架材料的种类及其性能,同时,简介一种新型的,可降解的,具有三维空间网络结构的纳米支架材料——细菌纤维素/羟基磷灰石复合材料,并探讨纳米生物材料的安全性评价。 资料来源：检索人为第一作者,检索文献时限为1979-01/2009-06,检索数据库为PubMed数据库(http://www.ncbi. nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm)。中文检索词“骨组织工程, 细菌纤维素, 安全性评价”;英文检索词为“bone tissue engineering, Bacterial cellulose, safety evaluation”。 资料选择：①文章所述内容与骨组织工程密切相关。②有关于纳米材料安全性评价的文章。 结局评价指标：骨组织工程材料的种类及性能,纳米材料的安全性。 结果：常用的3种支架材料有天然生物材料,人工合成高分子生物材料及陶瓷材料。单一材料难以满足组织工程所需的机械强度和生物相容性,而生理状态的磷灰石是纳米级,纳米级复合材料更符合仿生的原则。细菌纤维素与具有极好生物活性、骨传导作用和骨结合能力的纳米羟基磷灰石复合制成纤维状复合支架材料,不仅具有足够的强度,还具有骨传导功能,以满足骨细胞在支架上的黏附和繁殖,成为一种很有前途的骨组织工程纳米支架材料。对生物材料生物相容性的研究与评价,不仅要从整体水平去观察材料对人体各系统的影响,从细胞水平去观察材料对细胞的数量、形态及分化的影响,还要深入到分子水平去观察材料对细胞DNA、mRNA以及蛋白表达水平的影响。 结论：由于细菌纤维素/羟基磷灰石复合支架材料结合细菌纤维素和羟基磷灰石两种材料的优点,其复合产物的性能将优于传统的骨组织工程产品。对其完成一系列生物相容性评价后,新一代骨组织工程三维纳米纤维仿生支架材料便可安全的投入到临床应用。 关键词：骨组织工程;支架材料;纳米;安全性评价     

骨组织工程支架研究现状及面临的问题

在理想骨组织工程支架所需满足条件的基础上,从材料的选取、设计、制备等方面就其发展现状做出了简要总结。国内外大量的实验证实了骨组织工程支架缺损修复的可行性、有效性及优越性。然而,目前构建的骨组织工程支架还很不完善,在力学性能、降解速度、结构形态、生物活性等方面仍有许多问题亟待解决。随着骨组织工程及其相关领域研究的深入和进步,骨组织工程支架的研究将会具有突破性的进展。     

骨组织工程支架材料修复骨缺损的特性

摘要 目的：介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的作用。 方法：以“骨组织工程,支架材料,骨缺损”为中文关键词;以:“bone tissue engineering,scafold,bone defect”为英文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-06相关文章。纳入骨组织工程支架修复骨缺损相关的文章。选择28篇文献重点介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的特点。并应用硫酸钙人工骨进行验证。 结果：用于骨组织工程的支架材料众多,目前,骨组织工程支架材料主要分为3类：生物衍生材料、无机材料和高分子材料,每种材料在修复骨缺损中都有各自的优缺点。随着研究的不断深入,复合支架材料成为目前的研究热点之一。一些具有生物活性的无机材料,如生物玻璃、羟基磷灰石已经被用来加入到胶原、壳聚糖的基体中来制备新型的骨组织工程复合支架材料。至今还未研制出一种理想的适于骨组织工程的支架材料。临床验证显示硫酸钙人工骨修复大块骨缺损效果较好。 结论：相信随着各学科的发展,骨组织工程用支架材料的性能会越来越完善,从而促进骨组织工程的发展,最终应用于临床。 关键词：硫酸钙人工骨;骨组织工程;支架材料;骨缺损;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.47.032     

超临界流体技术合成的复合型骨替代生物材料：体内外生物学评价

背景：在复合材料内部增加细胞黏附性较好的高分子材料或同骨组织羟基磷灰石成分相似的无机材料,可以改善材料的表面化学结构。过去的十几年,产生和发展了许多合成生物降解支架材料的新技术,虽然超临界流体技术应用在合成支架中时间尚短,但有着其他技术不可比拟的众多优点,目前越发受到学者的重视。 目的：以聚乳酸和同种异体骨粉为原材料,通过超临界流体技术合成复合型骨替代生物材料,评价其生物学特性。 方法：首先将同种异体皮质骨粉与聚乳酸在超临界二氧化碳作用下合成多孔复合型骨生物替代材料。将材料浸提液与成骨细胞系复合培养,体外观察细胞形态、增殖情况;通过材料浸提液皮内注射实验和材料肌袋内埋入实验,体内观察动物的致敏、组织炎症发生情况。 结果与结论：体外大体观察该种复合材料形状、大小、孔隙可控,孔径适中,有较好的硬度,体外实验表明细胞相容性良好,对细胞的增殖无毒副作用;体内实验表明材料植入动物体内未发生致敏反应,组织相容性良好,但无异位成骨作用。说明制备的新型复合骨组织生物材料在细胞学和生物相容性检测上可以满足组织工程支架和骨组织替代的要求,该种合成技术及多孔生物材料有广阔发展前景。 关键词：聚乳酸;同种异体骨;超临界流体技术;复合材料;组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.25.005     

体内生物反应器与体内骨组织工程

近年来，骨组织工程研究在种子细胞、支架材料和构建技术3个主要方面均取得了巨大进展，但复合体外培养细胞的骨组织工程产品临床应用仍面临挑战。体内骨组织工程是以受体自身机体作为生物反应器，单纯应用生物材料而不外加细胞或生长因子，在骨或非骨环境构建形成骨移植物修复自体骨缺损的技术。有关研究显示这是一种调动机体自我再生能力的组织工程新策略，具有切实可行的应用前景。     

骨组织工程支架材料的研究进展

寻找理想的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一。文章阐述了用于骨组织工程的天然支架材料,人工合成支架材料及其复合材料的研究现状。分析了这些材料的优缺点,并展望了骨组织工程支架材料的发展趋势。     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

摘要 背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等，上述材料各有优缺点，为了充分发挥各类材料的优势，弥补其不足，目前多采用联合材料制备复合支架。 目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原，并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。 方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料，扫描电镜观察支架材料表面微观形貌；采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合，高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律；将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上，以未复合多肽的支架材料作为对照，检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。 结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状，孔径10~100 µm；骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出；在复合多肽的仿生支架材料表面，骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组(P < 0.05)，而增殖能力与对照组差异无显著性意义(P > 0.05)。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料，具有良好的细胞相容性。 关键词：支架材料；骨形态发生蛋白7多肽；壳聚糖；胶原；纳米羟基磷灰石；骨组织工程；细胞相容性 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.014     

壳聚糖及其衍生物在骨组织工程中的应用*

摘要：壳聚糖是天然多糖类高分子化合物甲壳素的脱乙酰产物,具有来源丰富、生物相容性好、可生物降解等优点,在骨组织工程中可以加工成用于细胞移植和组织再生的多孔支架、生长因子的缓释载体及外源基因的递送载体,也可加工成微球或水凝胶等形式用作骨组织工程的可注射性支架,在骨组织工程研究领域壳聚糖及其衍生物具有广阔的应用前景。但由于壳聚糖复合支架的机械性能较弱、在体内的降解时间难以精确控制、壳聚糖用作基因载体转率效率偏低等原因,目前大多研究只处于体外和动物体内实验阶段,随着材料科学与生命科学的发展,壳聚糖将广泛用于骨组织缺损的临床治疗实践中。 关键词：壳聚糖;衍生物;骨;组织工程;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.024     

食管支架的应用及其生物相容性评价

随着诊疗水平的提高,需要行食管替代术的患者日益增多。食管支架材料的研究尝试了钛镍合金网、聚乙烯、高分子硅胶涤纶合成体、碳素纤维等高分子材料和部分生物材料,取得了一定成就。但由于这些材料不能很好地解决生物组织相容性和力学相容性等关键性问题,致使吻合口瘘、脱管及狭窄等并发症发生率很高,临床效果不佳。而利用组织工程技术对食管支架置入后进行评估是解决这些问题的希望,文章就此问题利用组织工程技术对食管支架材料的发展及应用进行探讨。     

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。