骨组织工程中调节巨噬细胞行为促进骨愈合的策略

骨组织工程将材料作为骨再生支架植入缺损局部,帮助完成骨愈合。近年来随着骨免疫学的发展,人们意识到巨噬细胞的免疫应答决定着材料植入的成败。巨噬细胞具有多样性和可塑性,可以根据环境信号极化为M1样(促炎)和M2样(抑炎)表型,在骨愈合的不同阶段发挥作用。巨噬细胞的迁移、增殖、极化等行为对材料特性敏感。对目前在骨组织工程中,通过改变材料的物理特性、表面化学特性以及生物特性,设计能主动调节巨噬细胞行为的材料,从而促进骨愈合的策略进行了概括总结,相关策略包括：增加材料的粗糙度、大孔结合纳米结构、合适的电信号或机械信号、中性或阴离子表面、增加亲水性、利用免疫调节材料或向局部输送免疫活性物质等,以期为设计具有良好免疫调节性的骨组织工程材料提供思路。     

骨修复材料的研究进展

由于自体骨和异体骨移植治疗骨缺损存在许多不可避免的问题,所以,人们开始研制人工骨修复材料。本文综述了生物陶瓷、胶原、脱钙骨、合成聚合物等骨修复材料的研究和应用现状。作者认为,将几类生物材料复合加工,研制出类似于人体骨组织的材料,将是今后骨修复瓣发展趋。     

RANKL与骨免疫学

NF-κB受体激活物配体(RANKL)由317个氨基酸残基组成,属Ⅱ型跨膜蛋白,在体内以膜结合型和可溶性羧基末端两种形式存在,两种形式均可被饵受体OPG结合而失去生物学活性。骨和免疫系统都产生RANKL,而RANKL介导骨代谢的同时还可调节免疫系统发育和功能,提示骨与免疫系统间存在密切联系。据此,有学者提出了“骨免疫学”(osteoimmunology)概念。文章综述RANKL与骨和免疫系统间的关系。     

骨、软骨组织工程种子细胞及其免疫学相关研究进展

近年来,细胞生物与生物材料学的迅速发展加快了骨、软骨组织工程的研究.骨、软骨组织工程的系列研究中,种子细胞是骨、软骨组织工程研究的核心内容.本文就骨、软骨组织工程的种子细胞成骨细胞、软骨细胞、骨髓基质细胞、间充质干细胞、胚胎干细胞及其免疫学相关研究进展作一讨论.     

巨噬细胞力学信号转导通路的研究进展

微环境中的机械力学刺激(如基质刚度、表面形貌、循环牵张),通过细胞膜上受体为巨噬细胞所感知,可沿着黏附蛋白分子链和细胞骨架向细胞核内传递,并转导为生化信号激活基因转录。机械力学刺激驱动巨噬细胞的黏附、增殖、迁移、极化等生物学行为,在疾病进展和组织再生中发挥相应作用。本文论述微环境中机械力学刺激对巨噬细胞表型和功能的影响,阐明巨噬细胞机械转导通路的相关机制,为靶向巨噬细胞的免疫调节型生物材料研发提供分子生物力学的新思路。     

骨修复材料的研究进展

由于自体骨和异体骨移植治疗骨缺损存在许多不可避免的问题 ,所以 ,人们开始研制人工骨修复材料。本文综述了生物陶瓷、胶原、脱钙骨、合成聚合物等骨修复材料的研究和应用现状。作者认为 ,将几类生物材料复合加工 ,研制出类似于人体骨组织的材料 ,将是今后骨修复材料的发展趋势     

巨噬细胞维持骨稳态及促进骨修复的作用机制概述

骨代谢受免疫系统的精确调控,在众多骨疾病中都能观察到骨质的明显破坏,如RA、骨质疏松症、骨折、颗粒诱导的骨质溶解等,这些疾病均与炎症反应有关。巨噬细胞是异质性免疫细胞,在不同的微环境中能被极化为促炎的M1型或抑炎的M2型,且表达并释放不同的细胞因子,这对于骨的生理及病理状态都十分重要。最近的研究表明,巨噬细胞定居于骨组织并与骨细胞相互作用,对维持骨稳态及促进骨修复起关键作用。文章对巨噬细胞在其中的作用机制作一综述。     

巨噬细胞的极化与牙周炎

背景：牙周炎是发生在牙周支持组织的炎症,具体表现为牙龈的炎症及牙槽骨吸收。巨噬细胞可通过M1,M2极化在牙周炎发生发展中发挥作用,影响牙周炎的病情进展。目的：通过对巨噬细胞极化与牙周炎的关系及其相关机制进行综述,为牙周炎的临床治疗提供思路。方法：第一作者利用Pub Med和中国知网数据库检索1991-2022年发表的相关文献,以“macrophage polarization,M1/M2 macrophage”等为英文检索词,以“巨噬细胞极化、M1/M2巨噬细胞、牙周炎”等为中文检索词,阅读每篇文献的文题、摘要进行初筛,最终筛选出97篇文献进行归纳分析。结果与结论：(1)巨噬细胞作为人体固有免疫细胞,在炎症发生发展过程中起重要作用。巨噬细胞在环境刺激下会发生极化,且巨噬细胞极化是一个复杂的过程。(2)JAK/STAT、TLRs/核转录因子κB、PI3K/Akt等信号通路,炎症因子如肿瘤坏死因子α、干扰素γ、白细胞介素4和白细胞介素13等,以及表观遗传学等均可影响其极化。(3)巨噬细胞M1型极化促进炎症进展,巨噬细胞M2型极化发挥抗炎作用。(4)不同极化类型的巨噬细胞通过各种信号通路及分...     

组织工程骨修复中的局部基因疗法

组织工程是将细胞生物学,分子生物学,材料科学,工程科学和骨科或整形外科手术相结合的新兴学科,在骨修复治疗中正显示诱人的前景．。本简要介绍了最近几年将基因治疗应用于组织工程骨修复所形成的一种新颖的治疗策略－－局部基因疗法,并对其基础即诱导成骨有关蛋白的理论和应用作简单描述。局部基因疗法将极大推动组织工程向骨科临床迈进。     

可注射型组织工程骨支架材料的研究进展

可注射型组织工程骨支架材料是一种具有一定形态和机械强度的支架材料,可与种子细胞复合,以流体的形式注射到骨组织缺损部位,最终形成新骨,达到结构恢复和功能重建的目的.此材料具有创伤小、可塑性好的特点,可以修复形态不规则的骨缺损,能够很好地复合生长因子,是目前较为理想的骨组织缺损的修复方式.在众多可注射骨组织工程材料中,生物陶瓷材料、高分子材料等被证明有高度的生物相容性和良好的机械性能,已成为骨组织工程材料方面的研究重点.旨在对生物陶瓷材料、高分子材料、生物陶瓷与高分子复合材料的发展与应用作一综述.     

巨噬细胞表型极化及其对生物材料植入的影响

巨噬细胞是生物材料植入后诱发的炎症反应及组织修复的主要免疫细胞。近年来探讨生物材料对巨噬细胞表型极化的影响已成为开发新型生物材料的重要评价指标。因此,文章从巨噬细胞表型极化及其与组织再生修复的关系和新型生物材料对于巨噬细胞的影响等几个方面的最新进展进行综述,希望为生物材料在组织工程中开发应用提供参考。     

巨噬细胞在生物材料植入反应及组织再生中的作用

生物材料在临床上有很大需求,但其植入机体后引发的炎症反应很可能会导致植入失败。巨噬细胞可调控炎症反应向诱导组织再生方向发展。在此介绍了巨噬细胞来源、亚群分类、标志物及功能,详述了生物材料植入体内后促进巨噬细胞向炎症消除和组织再生方向发展的途径与策略,对调节巨噬细胞促进组织再生研究尚需注意的问题和未来发展进行讨论。     

川续断复合磷酸钙骨修复骨缺损

背景：复合磷酸钙骨植入材料的物理结构和无机成分与人体骨相似,具有良好的生物可吸收性和生物相容性。研究证实续断细粉能明显提高骨缺损修复速度。 目的：观察川续断复合磷酸钙骨复合植入材料修复骨缺损的效果。 方法：在新西兰大白兔双侧下颌骨体部制备长约1.0 cm、宽约0.5 cm、深约0.3 cm的骨缺损,右侧植入川续断复合磷酸钙材料作为实验组,左侧植入磷酸钙骨材料作为对照组。植入后4,8,12周取材,进行大体观察、CBCT检测、扫描电镜、组织学观察。 结果与结论：①大体观察：实验组成骨速度、材料降解率及硬度高于对照组。②CBCT检测：实验组材料与周围组织结合紧密度强于对照组,且材料降解速度快于对照组。③扫描电镜：两组材料与周围正常骨组织间大多由纤维结缔组织充盈,实验组比对照组更为紧密,空隙更加微小,随着时间的增加,材料与周围正常骨组织的结合更为紧密。④组织学观察：实验组成骨速度及成骨活性优于对照组。表明川续断复合磷酸钙骨植入材料具有明显加速成骨的作用。     

骨形态发生蛋白及其活性影响因素探讨

骨形态发生蛋白（ＢＭＰｓ）是骨和软骨诱导形成的分子调节器,它调节着骨母细胞的 移、增殖、公化,对它的研究会加速骨组织工程的进展。研究表明,ＢＭＰｓ是一组复合体,它家族中的第一个成员以及复合体均有诱民成骨的活性,但其分子形态、浓度、所处的微环境等都影响着它的骨效应。本文简述了它的结构,并重点搪塞了在骨组织工程研究中影响ＢＭＰｓ活性的因素。     

组织工程骨修复中的局部基因疗法

组织工程是将细胞生物学、分子生物学、材料科学、工程科学和骨科或整形外科手术相结合的新兴学科 ,在骨修复治疗中正显示诱人的前景。本文简要介绍了最近几年将基因治疗应用于组织工程骨修复所形成的一种新颖的治疗策略——局部基因疗法 ,并对其基础即诱导成骨有关蛋白的理论和应用作简单描述。局部基因疗法将极大推动组织工程向骨科临床迈进     

生物活性玻璃与壳聚糖复合的骨修复材料

背景：生物活性玻璃是一种多相复合材料,具有良好的生物活性、骨传导性及生物相容性,但作为骨修复材料仍然存在不能完全降解、机械强度较低等不足。 目的：设计生物活性玻璃/壳聚糖复合材料骨组织工程支架,并检测其理化性能。 方法：将2.0%壳聚糖盐酸溶液与β-甘油磷酸钠以7∶1的体积比混合制备壳聚糖溶液。称取0.5,1.0,1.5 g生物活性玻璃分别加入上述壳聚糖溶液中,使得壳聚糖与生物活性玻璃的质量比为2∶1,1∶1及1∶1.5。将复合材料浸泡于模拟生理体液中7 d进行体外矿化。 结果与结论：扫描电镜见复合支架具有相互贯通的多孔结构,孔隙率最高可达89%,孔径大小合适,为100-  300 µm,生物活性玻璃以针状形式分散在壳聚糖支架之间,均匀排列,被壳聚糖支架充分包裹结合紧密。随生物活性玻璃含量的增加,复合材料的孔隙率逐渐下降,断裂强度逐渐升高,他们之间呈正相关性。X射线衍射图及傅里叶变换红外光谱证实复合支架中的单一材料未发生性质改变,示差扫描量热法分析显示正常体温情况下材料无质量丢失。矿化3 d后材料表面形成的羟基磷灰石逐渐长大为绒毛状,数量也明显增多;矿化7 d后绒毛状的羟基磷灰石长成为针状,数量进一步增多,且众多的矿化物结成球状。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

新型骨植入材料多孔钽-骨结合界面成骨以及相关成骨因子的表达及意义北大核心

背景:具有自主知识产权的国产多孔钽材料具有无毒性及良好的生物相容性,前期体内外实验研究得出结论:国产多孔钽无毒性,具有良好的生物相容性,具有促成骨作用。此次实验是多孔钽-骨界面成骨机制的探讨。目的:观察多孔钽兔股骨植入后钽-骨结合界面成骨形态特点及成骨相关因子整合素β1及纤维粘连蛋白的表达,探讨多孔钽骨内植入钽-骨界面骨整合的生物学机制。方法:实验采用自身对照方法,取日本大耳白兔制备双侧股骨髁骨缺损模型,同一动物左侧股骨内植入多孔钽棒为实验组,右侧股骨内植入异体骨为对照组。术后2,4,8周于骨缺损部位取材,石蜡切片、硬组织切片光镜观察多孔钽与宿主骨交界处成骨形态特点;扫描电镜观察多孔钽-骨界面成骨特征;免疫组织化学检测整合素β1及纤维粘连蛋白的表达。结果与结论:(1)多孔钽棒植入后与宿主骨结合紧密。石蜡切片苏木精-伊红染色结果显示:界面纤维膜早期疏松、较厚,晚期致密较薄,界面出现片状成骨;(2)硬组织切片观察:2周时钽-骨界面已出现新生骨及小血管并向孔隙内生长;4、8周时钽-宿主骨界面新生骨增多并与宿主骨连接成片,骨小梁成熟;(3)扫描电镜下可见成骨细胞在多孔钽表面及孔隙内生长,晚期骨质成熟并见板层骨;(4)免疫组化结果显示:多孔钽骨植入2周时实验组整合素β1的表达显著低于对照组(P<0.05);而纤维粘连蛋白的表达在两组之间比较差异均无显著性意义(P>0.05);整合素及纤维粘连蛋白的表达在2,4,8周时均呈递减趋势;(5)结论:多孔钽有利于成骨细胞在其表面及孔隙内黏附,整合素β1及纤维粘连蛋白在成骨初期钽-骨界面表达增高,可能对早期成骨起促进作用,而在骨成熟期表达则降低,有利于骨整合及改建。     

-80℃保存组织工程骨异位成骨的实验研究

目的 探讨不同保存方法对组织工程骨异位成骨能力的影响.方法 以骨髓基质干细胞(maffow stromal cells,MSC)复合部分脱蛋白骨培养制备组织工程骨,分别用添加或不添加冻存保护剂的保存液于-80℃深低温冻存3个月,3个月后复温.选择40只新西兰白兔,将材料植入动物脊柱旁的肌肉内,根据植入不同的材料实验分为A组,植入添加冻存剂保存的组织工程骨;B组,植入未添加冻存剂保存的组织工程骨;C组,植入未行低温保存的组织工程骨;D组,植入部分脱蛋白骨.术后4、8周取材,行组织学观察和计算机图像分析.结果 术后4、8周,各组异位成骨组织学评估,A组与C组比较未见差异(P〉0.05),A组或C组分别与B组比较,A和C组异位成骨能力均好于B组(P〈0.001,P〈0.05);D组材料无异位成骨.结论 选择适宜的冻存保护剂对组织工程骨的生物活性有一定的保护作用.     

巨噬细胞代谢与组织修复研究进展

巨噬细胞具有很强的异质性与可塑性,能够在不同的刺激条件下发生相应的功能与表型变化,在损伤刺激后的组织修复中发挥关键作用。目前,大量研究表明巨噬细胞代谢能通过调控巨噬细胞表型与功能影响组织修复过程。文章综述了巨噬细胞代谢与组织修复的关系,总结了M1和M2两种巨噬细胞在糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸氧化、精氨酸代谢等过程中的特点,以及靶向作用于巨噬细胞代谢过程中关键底物和激酶对调控组织修复的相关研究进展。