组织工程支架材料在脊髓损伤修复中的应用

背景:脊髓损伤最初往往会导致细胞和组织的不断丢失,组织工程支架可以模拟细胞外基质的生理状态,从而有利于细胞的黏附、迁移、扩增和分化.目的:总结近年来组织工程支架材料联合细胞和/或细胞因子修复脊髓损伤的新进展.方法:应用计算机检索PubMed、Ovid Medline及CBM数据库中2000-10/2010-10 与组织工程支架材料修复脊髓损伤相关的文章.结果与结论:组织工程材料治疗脊髓损伤需要3 因素:种子细胞、组织工程支架、细胞因子.组织工程支架对于损伤脊髓断端起到桥接作用,而种植于材料的种子细胞和/或细胞因子可以促进神经轴突的生长和迁移.可用于组织工程支架的材料可分为天然材料和人工合成材料,包括胶原、壳聚糖、琼脂糖/藻酸盐、聚乳酸、纤连蛋白、聚羟基乙酸/聚乳酸、聚β羟丁酸等,动物实验已经取得一些成果,显示组织工程支架材料联合细胞移植修复效果更好,但临床上目前尚无开展组织工程支架材料修复脊髓损伤的研究.     

组织工程支架及其修复技术在脊髓损伤中的应用

目的:就近年来组织工程修复脊髓损伤进展进行归纳总结.资料来源:应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库中1999-09/2009-09与组织工程修复脊髓损伤相关的文章,在标题和摘要中以"spinal cord injury,tissue engineering"或"脊髓损伤,组织工程"为检索词进行检索.同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章.资料选择:选择组织工程修复脊髓损伤方面的最新相关文献,最终纳入29篇符合标准的文献.结局评价指标:组织工程种子细胞选择,组织工程脊髓对支架材料的要求,再生所需神经营养因子,再生所需特殊内环境构建.结果:组织工程化脊髓种子细胞包括许旺细胞、嗅鞘细胞、胚胎干细胞、神经干细胞以及骨髓基质干细胞等.目前支架材料主要为合成材料或改性天然材料,如聚羟基乙酸、聚乳酸和乳酸/羟基乙酸共聚物等.表面被修饰后,利于细胞黏附和营养因子的聚集.将一些促进神经生长因子或抑制神经生长因子的抗体与聚乙二醇加工成耦合体作为组织工程支架,联合干细胞移植、并施加电场/磁场刺激修复脊髓损伤可能是组织工程修复脊髓损伤的有希望途径.结论:选择最佳组织工程组分是修复脊髓损伤重要依据.     

构建组织工程化半月板：细胞、支架及生物因子

背景：自体或异体移植修复损伤的半月板治疗效果并不理想,应用组织工程化技术重建半月板的研究成为目前的研究热点.目的：探讨组织工程化技术修复重建损伤半月板的可行性.方法：对体外构建组织工程化半月板的种子细胞进行培养,并制备半月板支架材料,将种子细胞依附于支架材料上,利用细胞因子调控种子细胞的黏附、生长、分化和迁移,组织学检查细胞与支架的结合情况以及细胞的数量等.结果与结论：组织工程化半月板修复研究主要包括种子细胞、支架材料和细胞因子等方面.构建需要的种子细胞有骨髓间充质干细胞和半月板纤维软骨细胞,半月板纤维软骨细胞传至第3代可得出最佳效应浓度.对组织工程化半月板支架材料进行表面修饰,由多材料组成的复合材料具有更好的生物相容性.应用组织工程化技术修复重建损伤的半月板,是今后半月板损伤修复研究一种新的治疗方法.     

聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物修复髌股关节软骨缺损

背景：传统的方法修复软骨损伤,易发生退变。聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物具有良好的生物相容性,可根据需要调节降解速度等性能,可能在修复软骨损伤方面具有应用前景。目的：观察以聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物为载体修复兔关节软骨缺损的可行性。方法：选取2月龄新西兰兔骨髓培养,诱导间充质干细胞向软骨细胞分化。第3代细胞与聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物共培养制成聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物。建立兔髌股关节股骨髁部缺损模型,在右侧36个膝关节植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物,左侧18膝植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物,另18膝造成缺损后留作空白对照。术后4,8,12,24,36,48周取材,行大体及组织学观察,组织学评分。结果与结论：聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物修复大鼠缺损后,软骨细胞分布较均一,色泽与正常软骨相似,与正常软骨界限消失,表面细胞平行于关节面,深层细胞排列紊乱,细胞呈团状,基质异染广泛,软骨下骨形成及潮线恢复正常,与周围正常软骨连接良好。而单纯植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物或缺损后未处理大鼠缺损边缘细胞呈团块状增生,底部为纤维组织。提示骨髓基质细胞源性软骨细胞是修复关节软骨缺损较理想的种子细胞,聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物适合作为组织工程修复关节软骨缺损的支架材料,具有良好的应用前景。     

组织工程技术及生物材料修复运动性关节软骨损伤

目的：总结组织工程技术及生物材料在防治运动性关节软骨损伤中的应用特点。方法：以＂关节软骨,组织工程技术,生物材料＂为中文关键词,以＂tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material＂为英文关键词,采用计算机检索Pubmed数据库（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed）及维普数据库（http：//www.cqvip.com/）1993-01/2010-10的相关文章,排除重复研究或Meta分析类文章。以23篇文献为主,重点对修复运动性关节软骨损伤种子细胞、支架材料、细胞因子及其性能进行讨论。结果：计算机初检得到104篇文献,根据纳入排除标准,对组织工程软骨的种子细胞、生物支架材料以及用于组织工程中的细胞因子进行总结与分析。种子细胞是制约组织工程软骨进一步临床应用的首要因素,目前常采用的种子细胞有软骨细胞、骨髓基质干细胞和胚胎干细胞等;生物支架材料包括天然材料和人工合成可降解聚合物等;用于软骨组织工程的生长因子主要包括转化生长因子、骨形成蛋白、成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子等。结论：迄今为止,无论是工程软骨的种子细胞、支架材料、培养环境等还没有任何一种材料被认为最理想,寻求一种具有良好性能的组织工程化关节软骨是未来研究的重点。但目前很多研究仍处于实验阶段,还有一些问题有待于解决,特别是组织工程细胞支架材料植入体内后,材料的降解与细胞功能发挥是否同步,会不会产生遗传物质改变、基因表达或基因突变等问题,将其应用于临床更需要相关学者专家不断的实践和探索。     

组织工程支架材料在泌尿系统损伤修复中的应用

背景：泌尿外科组织工程技术为泌尿道组织、器官的微创修复和功能重建带来了新的希望。近年来,有关泌尿系组织工程支架材料的研究以及组织工程化组织如肾脏、输尿管、膀胱、尿道等的实验和临床研究报道层出不穷。目的：总结近年组织工程支架材料在泌尿系统损伤修复中的应用情况。方法：由作者应用计算机检索万方数据库（http：//med.wanfangdata.com.cn/）,检索时限1998-01/2010-12。检索关键词：输尿管;膀胱;尿道;支架材料;组织工程。纳入标准：①泌尿系组织工程所用生物支架材料制备方面的文章。②组织工程支架材料修复泌尿系统损伤方面的文章。排除标准：重复研究或较陈旧文献。根据纳入排除标准共保留相关文献41篇。结果与结论：近年来,泌尿系组织工程支架材料的研究较为迅速,主要有天然细胞外基质,如胶原、蛋白多糖、糖蛋白等;细胞外基质衍生物,如膀胱细胞外基质、尿道细胞外基质、小肠黏膜下层等;合成聚合物,如聚羟基乙酸、聚乳酸等。这类材料具有最接近人体的网架结构、生物力学性能、部分活性因子,与上皮细胞和平滑肌细胞共同培养,有利于细胞黏附生长发挥生理功能。目前泌尿外科组织工程技术正处于从基础研究向临床应用转化的关键阶段。     

组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用

背景:近年来,随着基础研究的发展,许多新方法、新策略已经开始用于脊髓损伤修复,其中组织工程学的发展开辟了一条新的途径,利用组织工程学的方法治疗脊髓损伤已逐渐成为当前新的研究热点.目的:探讨组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用的研究进展.方法:检索 SCI 数据库2002/2011有关组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用的文献,检索词为“组织工程(tissue engineering);脊髓损伤(spinal cord injury);支架材料(scaffold material);胶原(col agen);壳聚糖(chitosan);藻酸盐凝胶(alginate hydrogel);纤维蛋白凝胶(fibrin glue);聚羟基丁酸酯(poly-b-hydroxybutyrate);琼脂糖凝胶(agarose);聚乳酸(poly lactic acid);合成水凝胶(synthetic hydrogels);聚乙二醇(polyethylene glycol)”,对组织工程支架材料修复脊髓损伤的临床及基础文献进行深入分析.结果与结论:组织工程支架是组织工程修复脊髓损伤研究的重点内容.组织工程支架的材料包括天然材料和人工合成材料,天然材料具有良好的细胞和组织相容性,人工合成的聚合物支架在结构形状、机械强度及规模化生产方面均具有很大的优势.近年来,组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用有了很大发展,相继出现了新型支架材料.     

组织工程支架在脊髓损伤修复中的研究进展

脊髓损伤(SCI)是目前最棘手的神经系统疾病之一,临床上对于SCI的治疗方案效果均不佳.组织工程的"材料支架-种子细胞-生物活性分子"的治疗模式为修复SCI带来可能.其中生物材料支架为种子细胞的增殖营造环境,提供了重要的作用.本文即对组织工程支架在SCI修复中的研究现状及未来前景进行综述和分析.     

许旺细胞及其与三维支架的联合培养

目的：许旺细胞能够促进损伤的周围神经的再生过程。应用许旺细胞与组织工程材料联合培养，构建人工神经修复周围神经损伤，具有广阔的应用前景。因此，探讨许旺细胞的培养方法以及许旺细胞与三维支架的联合培养对组织工程化人工神经的构建具有重要意义。资料来源：应用计算机检索Medline1984-01/2004-01中有关许旺细胞培养以及组织工程材料的文章，检索词为“Schwann cells culture,tissue engineering materials,association culture”，并限定文章语言种类为“Eenlish”；同时应用计算机检索中文期刊全文数据库和万方数据库1996-01/2004-12中有关许旺细胞培养以及组织工程材料的文章，检索词为“许旺细胞培养，组织工程材料，联合培养”，限定文章语言种类为中文。资料选择：对资料进行初审，重点选择介绍许旺细胞培养方法以及许旺细胞与三维支架联合培养的文献，对非随机试验予以排除。资料提炼：在所有检索到的文献中，排除非随机试验的文献以后，最终选择24篇最为相关的作为参考文献。其中有1篇重点介绍许旺细胞的作用，5篇重点介绍许旺细胞的培养方法，其余的主要研究许旺细胞与三维支架的联合培养。资料综合：许旺细胞的培养方法包括组织块法和酶消化培养法。可与许旺细胞进行联合培养的支架材料包括聚酯纤维、聚羟基乙酸、聚乳酸、聚羟基乙酸和聚乳酸共聚物，ZQ膜、壳聚糖等等。这些支架材料为人工神经的构建提供了丰富的原料，为应用组织工程化人工神经修复受损的周围神经奠定了基础。结论：应用组织块法和酶消化培养许旺细胞的技术已经基本成熟。对于那些可与许旺细胞进行联合培养的支架材料的研究，应当尽快由现今单纯的体外培养逐渐向动物实验过渡，为早日研制出合格的人工神经做进一步的努力。     

纳米支架材料在脊髓损伤修复中的应用

背景:在作为种子细胞载体的组织工程支架材料中,纳米材料因具有利于细胞黏附、增殖等一些独特的效应,使其在脊髓损伤修复的研究中将发挥越来越大的作用.目的:通过分析和总结近几年采用纳米支架修复脊髓损伤的文献,寻求适合脊髓组织工程的纳米材料及其适用标准.方法:由第一作者于2010-09应用计算机检索PubMed数据库、万方数据库和维普数据库相关文献.英文资料的检索时间为2000/2009;中文资料的检索时间为2003-01/2010-08.英文检索词为"nanometer scaffold; materials,Spinal cord injury,repair,tissue engineering";中文检索词为"纳米支架,生物材料,脊髓损伤,修复,组织工程".纳入标准:①纳米支架材料、制备工艺及性能的研究.②组织工程修复脊髓损伤的研究.③动物实验及临床应用方面的文献.经过阅读和筛选,共纳入30篇文章进行讨论分析.结果与结论:与传统的支架材料相比较,纳米支架具有良好的生物降解性能、无免疫原性、可塑性和适宜的力学性能等优异特性,使其在组织工程领域具有十分诱人的应用前景.随着纳米技术的成熟,制备工艺的优化,基因工程的引入,纳米材料安全性能的科学评价等将是纳米级组织工程支架材料未来临床应用的挑战.     

牙周组织工程研究进展：问题与应用

背景：组织工程技术的出现为实现牙周组织完全再生提供了全新的思路和方法.目的：就近年来牙周组织工程种子细胞、生长因子和支架材料三大基本要素的最新研究及相关进展进行简要综述.方法：由第一作者检索PubMed数据库关于牙周组织工程研究方面的文章,检索词为“periodontal tissue englneenng”,限定文献语言种类为English;同时检索CBM数据库2009年1月至2013年12月相关牙周组织工程方面的文献,检索词为“牙周组织工程”.排除重复性研究,最终纳入30篇文献进行综述.结果与结论：研究证实牙周膜干细胞在牙周组织再生领域是具有良好的应用前景,骨髓基质干细胞是修复牙周组织缺损的一种较为理想的种子细胞,牙囊细胞具有多向分化潜能,可以形成牙周组织.多种生物活性分子已被证实有较强的牙周组织修复功能,与牙周组织工程相关的主要生长因子有血小板衍化生长因子、骨形态发生蛋白、转化生长因子β、胰岛素样生长因子、碱性成纤维细胞生长因子、釉基质衍生物等.目前应用于牙周组织工程的支架材料主要分为天然生物材料和人工合成材料.如何选择最佳的种子细胞、细胞因子以及支架材料的复合物,其研究还需进一步完善.     

组织工程化口腔黏膜构建的研究现状

背景：口腔黏膜组织工程期待能解决自体黏膜修复组织来源不足的难题。目的：综述组织工程化口腔黏膜的种子细胞的来源及选择、各种常见支架材料的优缺点及相关生长因子的研究进展。方法：由第一作者以＂tissue engineering of oral mucosa, seed cells, scaffold material, growth factor＂为检索词,检索PubMed 数据库及Elsevier数据库2000-01/2011-12有关文章。结果与结论：几种常见的口腔黏膜组织工程种子细胞在研究中都有较好的增殖或分化能力,脂肪干细胞与其他种子细胞相比具有更明显的优势,可作为一种较理想的种子细胞;各种常见的支架材料都有各自的优缺点,可以采用多种方式改善其性能;将一些关键的细胞因子运用到口腔黏膜组织工程中,能促进移植物血管化,加快伤口愈合过程。口腔黏膜组织工程将是在临床上能解决异体移植免疫排斥及传播疾病和自体黏膜修复组织来源不足等问题一种安全有效的修复方法。     

运动性软骨损伤与组织工程化软骨及生物支架材料的修复

背景：篮球运动中造成软骨损伤较为常见。随着组织工程和生物材料的应用发展,利用软骨组织工程化或支架材料修复已成为趋势。目的：对篮球运动中造成软骨损伤的因素进行探讨,重点对组织工程支架材料修复过程中关注的3个要素的研究和运用情况进行概括。方法：由第一作者检索2005-01/2010-10PubMed数据库（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed）及万方数据库（http：//www.wanfangdata.com.cn）。英文检索词为＂crtilage,damage,treatment,biological materials＂,中文检索词为＂组织工程;软骨损伤;修复;生物材料;种子细胞＂。检索文献量总计120篇,选择文章内容与软骨治疗方法、材料学特点、生物相容性、材料改性、表面修饰及其应用效果相关等方面的文献,排除陈旧及重复实验文章,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志的文章,最终纳入30篇符合标准的文献。结果与结论：种子细胞、支架材料和体外培养环境,构成了软骨组织工程学注重的3个要素,3者组成了一个相互促进相互制约的整体,以组织工程技术修复软骨损伤时应注重到3者间的恰当选择和配置。     

骨组织工程支架材料及其血管化的研究进程

背景：随着骨组织工程学技术的不断发展,利用组织工程骨修复大面积骨缺损成为当今研究的热点。 目的：介绍骨组织工程中的种子细胞、细胞因子、支架材料的特性及材料血管化情况。 方法：以“骨组织工程,支架材料,血管化”为中文关键词,以“bone tissue engineering,scafold, vascularization”为英文关键词,采用计算机检索2000年1月至2012年1月CNKI数据库和PubMed数据库相关文章,选择与骨组织工程学概述、支架材料和血管化方面相关的文章进行分析。 结果与结论：种子细胞的选择、细胞因子的应用、支架材料的性能及血管化程度均对组织工程骨成功修复骨损伤产生着重要影响。适宜的种子细胞是骨组织工程的研究基础,细胞因子是骨组织工程研究的催化剂,具有良好三维结构的支架材料对于促进细胞的生长增殖、组织长入、成骨方式和血管化等方面均有积极的促进作用。但每种支架材料都有其不足之处,所以可以通过将多种材料进行复合达到综合效应来满足临床需求。另外也要积极寻求新的材料制备工艺和对已有方法进行改进,以制造出更加优良的支架材料。但血管化仍然是骨组织工程要面对的重大考验。目前所应用的促进组织工程骨血管化的方法均存在一定缺陷,如利用生长因子促进血管化时,易造成代谢异常患者病情恶化等情况发生;利用显微外科技术促进组织工程骨血管化,易导致其他部位形成创伤和畸形,不利于患者的身体康复等。     

新型组织工程化骨材料植入动物体内的成血管效应

背景：以生长因子、种子细胞、载体支架为基础的骨组织工程研究取得的成功,向人们展示了再造骨组织器官的美好前景,然而在临床应用方面往往效果不理想。其中很重要一个原因是组织工程骨很大程度上受制于移植物血管网缺乏造成的细胞供养障碍而导致失效。目的：新型组织工程骨修复材料植入新西兰兔桡骨缺损处观察其成血管作用。方法：将聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物包裹碱性成纤维细胞生长因子制备成微球囊,然后与磷酸钙骨水泥混合,并与体外培养的同种异体骨髓间充质干细胞共培养制备新型组织工程骨修复材料。60只成年新西兰兔建立15mm桡骨缺损模型后随机分成2组,实验组植入新型组织工程骨修复材料,对照组植入复合骨髓间充质干细胞的聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物与磷酸钙骨水泥的混合材料。于术后4、8、12周,通过组织细胞形态学观察、核素骨扫描等手段,观察各个时期血管形成情况。结果与结论：光镜下组织形态学观察结果及核素骨扫描结果示血管化程度是实验组优于对照组。结果显示聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物-成纤维细胞生长因子/磷酸钙骨水泥材料复合骨髓间充质干细胞构建的新型组织工程骨修复材料在动物体内有较好的成血管效果。     

胶原改良聚乳酸电纺丝支架用于组织工程化输尿管的体外构建

背景：聚乳酸是一种应用广泛的细胞支架材料,但其疏水性和缺乏细胞识别信号影响了在组织工程器官构建中的应用。目的：探讨Ⅰ型胶原蛋白改良聚乳酸电纺丝支架体外构建组织工程化输尿管的可行性。方法：用Ⅰ型胶原蛋白醋酸溶液冻干法处理聚乳酸电纺丝,使Ⅰ型胶原蛋白吸附于电纺丝纤维表面,制成胶原改良电纺丝支架。将分离培养的输尿管上皮细胞分别接种于改良聚乳酸电纺丝支架和未处理的聚乳酸电纺丝支架上。结果与结论：MTT检测显示输尿管上皮细胞在改良支架中生长良好,细胞整体活性在各时间点均明显优于未处理的聚乳酸电纺丝支架上的细胞。扫描电镜观察发现细胞在改良支架表面黏附良好,接种后5d,支架表面大部分已被增殖的输尿管上皮细胞覆盖。说明胶原改良聚乳酸电纺丝支架能明显提高种子细胞的黏附和增殖活性,可用于体外构建组织工程化输尿管。     

人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙的生物相容性

背景：体内实验显示,β-磷酸三钙多孔陶瓷是较为理想的骨组织工程支架材料,但由于体内植入实验受多种因素的影响,不能很好反映细胞的生长、增殖和表型变化。目的：观察体外人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙多孔陶瓷的生物相容性。方法：将培养的第6代人脐血间充质干细胞悬液滴注入β-磷酸三钙内部进行复合,然后将干细胞-支架材料复合物置入含体积分数为10%胎牛血清的α-MEM培养体系中培养,于培养第4,8,12天电镜下观察人脐血间充质干细胞在材料表面及内部生长情况,采用MTT测试法绘制细胞生长曲线,并进行DNA含量、蛋白质含量测定。结果与结论：人脐血间充质干细胞与β-磷酸三钙体外复合后能够在β-磷酸三钙支架材料表面及内部的孔隙内贴附,且生长良好,其DNA复制和蛋白合成功能不受β-磷酸三钙的影响。说明人脐血间充质干细胞和β-磷酸三钙支架材料生物相容性良好,二者可作为种子细胞和支架材料用于组织工程化骨与软骨的构建。     

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。