半月板运动损伤修复中组织工程材料的应用

目的：以半月板运动损伤修复中组织工程材料为出发点，介绍了半月板的结构与功能、半月板种子细胞来源、细胞因子的作用及半月板损伤组织工程修复材料的应用。 方法：以“半月板，组织工程，运动损伤，支架”为中文检索词；以“Meniscus，tissue engineering, Sports Injuries，Bracket” 为英文检索词，应用计算机检索中文期刊全文数据库1998-01/2009-12期间的相关文章。纳入与组织工程半月板生物支架材料研究相关文献，排除重复分析，重点对21篇文献进行归纳分析。 结果：半月板生物支架材料按其来源可分为：天然生物材料、人工合成高分子材料和复合材料。在半月板组织工程中支架材料起着非常重要的作用，选择合适的载体是一个首先要解决的问题。在生物材料研制与开发过程中，应特别注重细胞与生物材料相互作用的研究；避免生物材料研究与种子细胞研究脱节；复合材料的制备不仅包括同一类生物材料的复合，还包括不同类别生物材料之间的交叉复合；对材料进行生物或化学修饰的复合材料、纳米材料、仿生材料及智能材料等的研制与开发将是未来生物材料研究的重要内容。 结论：通过对支架材料进行表面修饰、采用新型构建技术以及利用天然和合成材料的各自优势联合应用，进行多材料复合，以研制出具有生物相容性好、力学适应能力强的复合材料、仿生材料、智能材料将是近年来半月板生物支架材料的主要研究方向。 关键词：半月板；组织工程学；运动损伤；修复；生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.12.037     

钛及钛合金表面生物活性改性及效果评价

背景：钛及钛合金是常用的医用生物材料,其具有良好的生物相容性,但其缺乏骨诱导的能力,其与骨组织之间只是一种机械性的接触。 目的：概述钛及其合金表面生物活性改性的方法及对于改性后效果评价的方法,为临床应用提供参考。 方法：应用计算机检索PubMed数据库,CNKI数据库中关于钛及钛合金表面生物活性改性的文章,英文检索词为“titanium,titanium alloy,coating,bioactivity,bone”,限定文献语言种类为“English”,中文检索词为“钛,钛合金,涂层,活性改性,骨组织”,限定文献语言种类为中文。 结果与结论：在表面生物活性改性的方法中,主要有等离子体喷涂法、微弧氧化法、溶胶-凝胶法及生物仿生法等。钛及钛合金表面的活性涂层已经从单一涂层发展到复合涂层、梯度涂层、纳米梯度涂层,同时多种改性技术的联合运用,也让钛及其合金表面的涂层性能更加完善。对于改性后的效果研究,主要以模拟体液浸泡、成骨细胞培养,亲骨荧光素染色及放射影像学观察为主。对钛及钛合金进行表面生物活性改性是个复杂的工程,既要考虑改性后涂层骨诱导的能力,同时也需要兼顾涂层与基体结合强度的问题。只有对涂层组层进一步研究并利用多种技术对钛及钛合金表面进行处理,才能使其表面的涂层活性更高,并且结合牢固。     

心肌组织工程支架材料：从研究到应用还有多远？**

目的：寻求在心肌组织工程中,能为培养的种子细胞提供可靠的仿生型心肌细胞外基质材料。 方法：应用计算机检索CNKI和PubMed数据库中1996-01/2007-08关于组织工程支架材料的文章。 结果：具有良好的生物相容性和机械性能的天然生物支架材料是心肌组织工程支架快速成形技术的首选材料。天然生物材料如胶原、壳聚糖等机械性能较差,可塑性不强,但生物相容性好,可用于心肌支架的快速成形。三维打印、激光烧结、立体印刷技术、选择性激光烧结快速成形技术制备出的支架均具有高的孔隙率,高的表面积体积比,孔与孔之间完全通透,宏观形状可控,孔隙率和孔径独立控制等优点。 结论：采用离散/堆积成型原理,利用计算机和纳米高分子技术等高科技,结合传统心肌组织工程支架生物材料,对生物材料应用表面修饰或改性技术,有望为心肌组织工程提供较理想的支架材料。 关键词：支架材料;心肌组织工程;纳米生物材料;支架成型 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.030     

不同生物支架材料修复骨缺损的性能与评价

摘要 目的：评价不同生物材料修复骨缺损的性能与效果，寻找适合生物材料以利于临床应用。 方法：以“生物材料，骨缺损，骨髓基质干细胞，细胞因子，组织工程” 为中文关键词，以“biological materials，bone defect，bone marrow stromal cells ，Cytokine，tissue engineering”为英文关键词，采用计算机检索1995-01/2010-01相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程骨缺损修复相关的文章；排除重复研究或Meta分析类文章。以22篇文献为主重点讨论了骨缺损修复生物材料及其性能。 结果：目前骨组织工程支架材料主要有两类：一类是天然生物衍生材料，由天然生物组织经一系列理化方法处理而得，如胶原、珊瑚、生物衍生骨等。另一类是人工合成材料，主要为生物陶瓷和高分子材料，如钙磷陶瓷、自固化磷酸钙、聚乳酸、聚乙内酯，聚乙烯乙二醇等。目前，单一的材料，无论是生物陶瓷还是高分子(天然或人工合成)，都不能满足骨组织修复的要求，因而复合支架材料的研究备受瞩目。如纳米羟基磷灰石与胶原、羟基磷灰石与磷酸三钙、羟基磷灰石与聚乳酸-聚羟乙酸复合等。 结论：复合支架材料能保证足够的强度而且能有效结合种子细胞和生长因子，有利于组织工程骨的构建。     

Ⅰ型胶原表面修饰生物活性多孔支架的细胞相容性

背景：前期研究已经成功制备了硫酸钙/冻干骨复合型生物多孔支架，但其表面的疏水性不利于细胞黏附、增殖。 目的：观察Ⅰ型胶原表面修饰对硫酸钙/冻干骨复合型生物多孔支架亲水性和细胞相容性的影响。 设计、时间及地点：体外细胞学对比观察，于2007-10/2008-06在山西医科大学第二医院骨科实验室及山西医科大学中心实验室完成。 材料：应用Ⅰ型胶原进行表面修饰制备复合Ⅰ型胶原的硫酸钙/冻干骨复合型生物多孔支架。 方法：将骨髓间充质干细胞分别与原支架（对照组）和表面修饰后的支架（实验组）复合培养。 主要观察指标：测定表面修饰后支架的亲水性；扫描电镜观察表面改性后的材料及细胞与材料复合的形态学特征；分别使用MTT法、细胞蛋白质及碱性磷酸酶定量方法对细胞与材料复合培养后增殖与分化能力进行评估。 结果：表面修饰后的新型多孔硫酸钙支架的亲水率高于原支架（P < 0.05）。实验组细胞的黏附率高于对照组（P < 0.05）；在培养的不同时期实验组的细胞数量、细胞的蛋白质含量及细胞碱性磷酸酶表达量均较对照组多（P < 0.05）。 结论：Ⅰ型胶原表面修饰后的硫酸钙/冻干骨复合型生物多孔支架的亲水性和细胞相容性得到了显著提高。     

羟基磷灰石/生物高分子复合材料的制备方法进展

背景：羟基磷灰石/生物高分子复合材料克服了单一的生物陶瓷作为骨替代材料使用的脆性及加工困难的缺陷而成引起广泛的重视。 目的：基于当前已发展的制备羟基磷灰石/生物高分子材料的方法有共混法、原位复合法、纤维复合法、仿生矿化法、电化学沉积法等,现对这些制备方法的优势与不足做一综述。 方法：分别以英文检索词“ hydroxyapatite(HA) ,composites, preparation”;中文检索词“羟基磷灰石,复合材料,制备”,应用计算机检索中国期刊网全文检索库(CNKI)及Elsevier数据库1996-01/2009-12有关文章,纳入羟基磷灰石/生物高分子复合材料的文献。排除与研究目的无关和内容重复者。保留31篇文献做进一步分析。 结果与结论：目前,羟基磷灰石/生物高分子复合材料仍不完全能满足骨组织工程对材料的要求,需要进一步优化制备方法,增强羟基磷灰石和生物高分子界面的结合,提高复合材料的力学及加工性能;同时,精确控制其复合材料的微观结构与骨材料结构相近,使从而使材料同时具有优良的机械性能和生物学性能,达到临床使用的要求。 关键词：羟基磷灰石;生物高分子;制备方法;复合材料;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.25.039     

不同骨组织工程支架材料的生物安全性及性能

背景：寻找具有良好生物相容性、生物降解性、特定的可塑性以及三维多孔结构的支架材料是当今骨组织工程研究的一个重要方面。尽管目前市场上生物支架材料种类众多,但迄今尚没有找到一种最为理想的支架材料。 目的：对传统的用于组织工程支架材料的天然有机分子材料、天然无机材料、人工合成有机材料、人工合成无机材料的性能、生物学效应和生物安全性以及研究现状进行综述,并对新型的多孔金属材料和纳米纤维支架材料进行综合分析,以期把握今后组织工程支架材料的研究方向。 方法：应用计算机检索中国期刊全文数据库和Pubmed数据库。中文检索词为“骨组织工程,支架材料,多孔材料,纳米纤维”;英文检索词为“bone tissue engineering,scafold ,porous materials,nanofibers”。初检得到1 035篇文献,中文632篇,英文403篇。阅读标题和摘要进行初筛,共保留20篇观点明确的文献做进一步分析。 结果与结论：天然有机高分子材料包括胶原、纤维蛋白、壳聚糖等;天然无机材料包括珊瑚羟基磷灰石、陶瓷化骨等;人工合成有机高分子材料以聚乳酸、聚羟基乙酸及其共聚物应用最为广泛,还有聚-β-羟丁酸、聚原酸酯等;人工合成无机材料应用较为广泛的为羟基磷灰石、磷酸三钙。金属材料是目前临床骨科中应用最广泛的生物材料之一,其中多孔钛及多孔钽在人工关节方面的应用日趋成熟。纳米材料在骨组织工程中应用刚刚起步,其前景非常广阔。 关键词：骨组织工程;支架材料;天然材料;人工合成材料;多孔金属材料;纳米纤维 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.34.028     

液态纳米骨修复材料★

摘要：检索Pubmed数据库和中国期刊全文数据库文献，总结各种类型和性质的纳米骨修复材料的研究现状及最新进展。纳米仿生骨常用多孔陶瓷为支架,在体外培养细胞,扩增形成骨组织再植入体内。常见的原料有纳米磷酸钙／胶原材料、多孔仿珊瑚人工骨、纳米羟晶磷灰石/胶原仿生骨、纳米羟基磷灰石／胶原材料、脱钙骨基质/胶原材料等。羟基磷灰石、氧化铝陶瓷、磷酸三钙是用于制备纳米陶瓷的材料。纳米陶瓷是最常用的组织工程材料。纳米复合陶瓷材料有良好的生物相容性。以钙为主要成分，采用最新的生物纳米技术合成的可吸收注射型纳米骨浆具有自塑能力，植入后重塑良好。这些结果证实，纳米骨修复材料的主要用途是作为细胞外支架和骨折的固定材料，已在组织工程和生物材料研究中显示出优异的生物学性能及广阔的应用前景。     

20008/VIP不同类型生物材料的心脏瓣膜应用之安全性比较

摘要 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。 关键词：心脏瓣膜；生物材料；支架材料；组织工程；综述文献     

羟基磷灰石表面修饰人工角膜钛支架的生物相容性：电镜观察

背景：人工角膜是双眼角膜盲患者复明的希望,提高人工角膜材料的生物相容性使人工角膜与宿主角膜达到生物愈合是目前人工角膜的研究方向。 目的：扫描电子显微镜观察经羟基磷灰石表面修饰能否增加人工角膜纯钛支架的生物相容性。 方法：采用酸碱两步预处理法在人工角膜钛支架表面快速沉积羟基磷灰石涂层。将第4~6代兔角膜基质成纤维细胞直接接种于羟基磷灰石修饰的钛支架、纯钛支架及玻璃表面,3,24,48,72 h后,扫描电子显微镜观察材料表面的细胞黏附,伸展及增殖情况;将18只正常新西兰白兔随机分为2组,于右眼角膜基质层内分别植入羟基磷灰石修饰的钛支架、纯钛支架,术后6,12周取出人工角膜支架,扫描电子显微镜观察材料表面角膜组织贴附生长状态。 结果与结论：体外实验显示,细胞接种3 h和24 h后,细胞扩展面积及细胞张力丝长度：羟基磷灰石修饰的钛支架>玻璃>纯钛表面,羟基磷灰石修饰的钛支架表面的活细胞数多于其他材料表面(P < 0.05)。72 h后,羟基磷灰石修饰的钛支架表面完全被胶原覆盖。体内实验显示,扫描电子显微镜观察羟基磷灰石修饰的钛支架表面细胞外基质生长良好,与羟基磷灰石贴附紧密。而纯钛支架仅为角膜组织简单包裹。说明人工角膜纯钛支架经羟基磷灰石表面修饰后,其生物相容性增加。 关键词：人工角膜;羟基磷灰石;钛;表面改性;生物相容性;扫描电子显微镜 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.29.007