基因强化软骨组织工程的研究进展

关节软骨的损伤修复一直是矫形外科的一个棘手问题,基因强化组织工程为关节软骨损伤的修复提供了良好的方法,组织工程包含了三要素:即种子细胞、信号因子(细胞因子或生长因子)和基质材料。本文重点综述信号因子(细胞因子或生长因子)转染种子细胞的研究。     

应用组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展

关节软骨属于透明软骨,组织代谢活性较低,自身修复能力较差,无神经组织、血液供应和淋巴回流.创伤及退行性变等所致的软骨损伤难以自我修复,目前的治疗手段无法恢复其原有结构和功能.组织工程学的兴起为关节软骨修复提供了新的选择.软骨组织工程技术主要是通过体外获取并大量增殖软骨种子细胞,种植至生物材料上,在体外构建成为软骨细胞一三维支架复合物,进而植入体内修复各种关节软骨缺损.软骨组织工程的研究主要在以下几个方面：细胞生长因子、种子细胞、支架材料、基因修饰等.本文从以上几个方面作一综述.     

采用自体成熟关节软骨细胞的软骨组织工程修复

目的探讨使成熟软骨细胞转化成代谢活跃、增殖迅速的再生软骨祖细胞，而后利用这种细胞构建自体源性工程组织，修复成熟关节软骨的缺损。方法成熟兔关节软骨细胞进行普通单层培养和转化生长因子(TGF)-β1、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)联合诱导培养。培养细胞进行细胞计数、Ⅱ型胶原免疫组织化学染色和逆转录一聚合酶链反应(RT-PCR)检测。将诱导培养的再生软骨祖细胞与聚乳酸载体(PDLLA)一道构建自体源性工程软骨，修复成熟关节软骨缺损。修复组织进行组织形态学和免疫组织化学研究。结果研究发现成熟关节软骨细胞在体外单层培养中增殖缓慢。而联合TGF-β1、bFGF诱导培养可促进成熟软骨细胞的增殖，10d内细胞增殖189倍。标准单层培养4～5代细胞经密集培养不表达Ⅱ型胶原。而联合细胞因子诱导培养6代的细胞在体外密集培养下，可很快恢复Ⅱ型胶原的表达。利用再生软骨祖细胞构建的自体源性工程软骨可修复软骨缺损。修复组织表达Ⅱ型胶原。结论成熟关节软骨细胞经TGF-β和bFGF联合诱导培养可形成再生软骨祖细胞，此细胞可用于构建自体源性工程组织，修复成熟关节软骨的缺损。     

不同应力环境对兔骨髓间充质干细胞修复关节软骨缺损的影响

目的探讨不同应力环境对骨髓间充质干细胞(MSCs)修复关节软骨缺损的影响. 方法将日本大耳白兔15只制成髌骨外侧脱位动物模型,平均分成3组,每组5只:即单纯载体脱位组(对照组)、移植物正常应力组及移植物脱位组.对兔MSCs进行分离、培养,以兔MSCs为种子细胞构建自体组织工程移植物修复关节软骨缺损.6周后处死动物,观察修复组织的成分和结构. 结果术后6周,移植物正常应力组修复组织浅层为软骨组织,甲苯胺蓝染色接近正常关节软骨;深层为软骨下骨,与正常关节软骨结构相似.移植物脱位组为骨组织所修复,缺损周围的正常关节软骨变薄,软骨下血管侵入正常关节软骨内,遗留在股骨髁滑车槽内的移植物在滑车槽正常关节软骨表面形成新生类透明软骨组织.单纯载体脱位组为纤维组织修复. 结论 MSCs修复关节软骨缺损,只有在正常应力状态下修复效果最佳;提示维持负重关节正常的应力刺激,对组织工程软骨修复组织的形成和维持必不可少.     

关节软骨缺损修复的实验与临床

关节软骨的修复一直是骨科领域尚未完全解决的一大难题。现就关节软骨损伤后促进自身修复、组织或细胞移植修复、组织工程修复等方面对关节软骨修复方法作一综述。     

关节软骨组织工程研究进展

组织工程技术为损伤关节软骨的修复提供了全新的治疗方法。本文就关节软骨组织工程的种子细胞、生长因子、细胞外基质支架及修复关节软骨缺损的研究进展作一综述。     

关节软骨缺损修复与组织工程

关节软骨缺损自身修复能力很有限,目前的临床治疗手段无法达到满意修复.组织工程的发展为解决这个问题提供了新思路,使软骨组织缺损的完全再生成为可能.组织工程方法修复关节软骨缺损的最终目的是恢复软骨组织结构的完整性和功能稳定性.在细胞选择方面,软骨细胞主要要解决去分化问题,而间充质干细胞因为自体来源、易扩增、具有软骨细胞分化潜能,受到广泛重视,胚胎干细胞主要用于细胞的分化机制研究.生长因子因为作用效果不同,也趋向于联合应用.在支架材料选择方面,复合支架成为研究的主要方向.应用组织工程方法修复关节软骨缺损的效果存在一定的争议,主要是远期功能观察距离临床应用存在一定差距,在修复组织固位和生物力学影响方面还需要进一步研究.     

组织工程方法修复关节软骨缺损

骨性关节炎或外伤等造成软骨丢失而引起的关节疼痛是中老人残疾的重要原因.关节软骨自身修复能力十分有限,因此,关节软骨损伤通常会导致更严重的关节软骨退变[1,2].骨科医生们采用软骨下骨钻孔、微骨折、软骨移植、自体软骨细胞移植等方法来修复和重建关节软骨,许多技术已被广泛应用于临床,并且取得了良好的短期随访结果.组织工程学科的兴起为关节软骨修复提供了新的选择,其基本原理为体外培养扩增的细胞结合基质材料构建出新的软骨组组织以供移植.本文就关节软骨修复的现状,尤其是组织工程方法重建软骨的方法做一综述.     

骨髓基质干细胞在软骨组织工程中的应用

骨髓基质细胞(BMSC)是倍受关注的具有多向分化潜能的干细胞,可在体外大规模扩增而不丢失多分化潜能,异体移植时排斥反应小,是组织工程再生修复应用的重点种子细胞.近年来BMSC在软骨创伤修复中的应用较为广泛,特别是在BMSC诱导后重新分化,软骨缺损植入后刺激软骨修复再生,减缓关节损伤进一步发展,体内外特定环境下复合组织工程材料分化成骨或软骨的相容性、分化度等生物学特性等方面进行了细致研究.该文就BMSC在软骨缺损组织工程修复中应用的现状和发展方向作一综述.     

生物力学在关节软骨修复中的作用

活动关节软骨是无血管的透明软骨,损伤后修复困难。传统的修复方式以手术为主,但修复的软骨组织常常无法满足透明软骨的结构条件。软骨组织工程是修复关节软骨的又一途径,在过去几十年,研究者们除了关注"细胞、支架、生长因子"3要素,也开始关注力学条件对构建组织工程软骨的作用。活动关节有复杂的力学性能,关节软骨、软骨基质和其中的细胞都受到不同强度、频率和不同方向的力学刺激,从而影响其功能和结构。在构建组织工程软骨的过程中,添加了力学刺激对软骨细胞的功能、间充质细胞的分化都有重要作用。何种力学条件最有利于构建具有类似天然透明软骨结构和功能的组织工程软骨是该研究领域的热点。     

组织工程软骨修复关节软骨损伤研究新进展

目前关节软骨损伤修复仍未得到很好的解决,临床修复方法大多近期效果理想,远期效果不确切或者有恶化的倾向[1].随着近几年组织工程技术快速发展,制备具有成软骨活性的人工软骨使之植入人体后能够形成新的软骨组织从而达到软骨修复与重建,为临床治疗软骨损伤带来突破性进展.组织工程软骨应用工程学和生命科学原理将经体外分离、培养的高浓度的种子细胞种植于天然的或人工合成的具有良好生物兼容性和可降解性的聚合物支架,使之植入人体后能够形成新的软骨组织从而达到软骨修复与重建的目的.软骨组织工程研究涉及到种子细胞、支架材料和生长因子3个基本要素.     

骨髓基质细胞修复兔关节软骨的实验研究

目的　研究骨髓基质细胞修复兔关节软骨的可行性。方法　取自体骨髓基质细胞体外培养扩增 ,聚乳酸吸附骨髓基质细胞植入兔膝关节软骨负重 (内髁 )和非负重区 (外髁 )缺损内 ,观察 4、 8、 12周后软骨缺损的修复情况 ,并对组织切片评分。结果　 8、 12周后 ,骨髓基质细胞在负重区缺损内可以形成透明软骨 ,组织评分接近正常软骨优于对照 ,非负重区内没有形成透明软骨。结论　骨髓基质细胞可以修复关节软骨缺损 ,摩擦和压应力是成软骨的重要条件。     

关节软骨组织工程修复的种子细胞

随着材料学、细胞生物学、工程学以及相关物理、化学学科的发展,一种新的关节软骨缺损的修复方法-组织工程逐渐被提出并应用,本文就应用软骨组织工程技术修复关节缺损中种子细胞的研究进展进行综述。     

利用脂肪干细胞构建组织工程软骨修复兔膝关节软骨缺损

目的探讨以脂肪于细胞（ADSCs）复合脱细胞软骨基质支架构建组织工程软骨修复兔膝关节软骨缺损的效果。方法以人关节软骨脱细胞基质为支架，复合经诱导的兔ADSCs，体外分别经静态培养和生物反应器培养，构建组织工程软骨。对膝全厚关节缺损进行修复，并与单支架组、空白对照组比较，其中空白对照组12个关节，脱细胞软骨支架组16个关节，静态培养细胞支架组24个关节，生物反应器培养细胞支架组8个关节。分别于术后3、6个月对修复关节进行大体、组织学及免疫组化观察。结果实际完成观察的关节数为44个，其中空白对照组9个，脱细胞软骨支架组11个，静态培养细胞支架组18个，生物反应器培养细胞支架组6个。空白对照组全为纤维组织或纤维软骨样修复；单支架组5个关节为未成熟透明软骨，无成熟透明软骨形成；静态培养细胞支架组83．3％为透明软骨，其中3个关节为成熟透明软骨，12个关节为未成熟透明软骨；生物反应器培养细胞支架组100％为透明软骨，其中2个为成熟透明软骨，4个为未成熟透明软骨。Wakitani评分各组差异有统计学意义（P〈0．05）。结论ADSCs复合脱细胞软骨基质支架能良好地修复兔膝关节全厚软骨缺损，应用生物反应器技术有助于构建组织工程软骨，促进软骨缺损的修复。     

软骨组织工程种子细胞及其培养方法

关节软骨损伤是临床常见疾病，软骨组织自身修复能力低下，治疗缺乏有效手段，容易导致创伤性关节炎和功能障碍。随着对种子细胞培养方法研究的深入、生物材料学上的进展，组织工程学为关节软骨损伤修复提供了新的方法，有望解决这一难题。本对软骨组织工程中用到的几种种子细胞及其培养方法进行了综述。     

关节软骨损伤的治疗进展

关节软骨损伤临床上非常多见,主要由外伤或疾病造成.关节软骨损伤后,自身修复能力有限,如何修复关节软骨和软骨下骨的损伤、促进关节软骨自身修复、重建关节功能成为f临床医师和研究人员需要解决的重要问题.随着生物技术、材料、免疫组化和分子生物学的发展及应用于临床,人们在关节软骨损伤修复的实验研究方面取得了许多重大进步,尤其是基于细胞和材料组织工程技术的发展,为损伤关节软骨的修复重建提供了新的治疗方法[1].     

应用自体脂肪干细胞修复猪关节软骨缺损的初步实验研究

目的 探索自体脂肪干细胞修复猪关节软骨缺损的可行性.方法 从猪背部脂肪组织中获取脂肪干细胞,经过体外培养扩增,以50×106/ml的浓度将脂肪干细胞接种于PLGA(polylacticacid/polyglycolicacid,PLA/PGA,PLGA)中,细胞材料复合物在体外成软骨诱导2周.于猪膝关节软骨非负重区形成2个直径8mm的环形、全层软骨缺损,实验组回植经诱导后的细胞材料复合物,对照组放置单纯支架材料.术后12周取材,缺损修复区行大体观察、组织学HE及藏红花染色、免疫组化检测.结果 术后12周实验组缺损区大部分被修复,缺损被软骨组织填充,修复区表面光滑.组织学染色显示有典型的透明软骨样结构.藏红花染色发现修复组织表达丰富的聚合蛋白多糖.对照组则未能修复关节软骨缺损,缺损区面积增大,表面覆盖薄层纤维组织.结论 猪自体脂肪干细胞可以作为组织工程种子细胞,修复猪关节软骨缺损.     

脱细胞软骨支架材料修复兔关节软骨缺损

目的 观察异种异体脱细胞软骨支架材料(ACM)复合同种异体兔骨髓间充质干细胞(rBMSCs)修复兔股骨内髁关节软骨缺损的效果.方法 (1)密度梯度离心和差速贴壁法获得原代兔BMSCs,选择第3代BMSCs作为种子细胞;(2)利用冷冻干燥、胰酶消化和化学去垢剂等方法制备脱细胞软骨支架材料;(3)3个月龄新西兰兔股骨内髁制备直径4 mm,深3 mm砌关节软骨缺损模型,24只新西兰兔以2个时间段随机分为3组,Ⅰ ACM-BMSCs组:第3代BMSCs 1×106个/ml与ACM于37℃5%CO2饱和湿度复合48 h;Ⅱ ACM组;Ⅲ空白对照组.(4)移植6、12周后大体及组织学观察,免疫组织化学染色观察修复组织Ⅱ型胶原,Wakitani评分评估修复效果.结果 (1)大体观察及组织学观察:6和12周Ⅰ组再生组织与正常关节软骨面平齐,修复部位表面较平整,界限模糊,接近正常软骨.Ⅱ组修复组织表面不平整并有明显下陷,修复组织全层可见成纤维样细胞,深层可见极少数透明软骨样细胞.Ⅲ组未见明显修复,肉芽组织形成伴成纤维样细胞增生;(2)Wakitani组织学评分可见在不同的时间段I组和Ⅱ组均低于Ⅲ组,差异有统计学意义(P<0.05),Ⅰ组和Ⅱ组间组织学评分差异无统计学意义(P>0.05).(3)免疫组织化学:ACM-BMSCs组修复组织的细胞为软骨样细胞,可见柱状排列,周围软骨基质Ⅱ型胶原染色阳性.结论 以ACM为支架材料,同种异体BMSCs为种子细胞制备的组织工程化软骨对兔股骨内髁关节软骨缺损有修复作用,形成的新生软骨为透明软骨样组织.     

软骨细胞培养中细胞去分化和再分化研究进展

软骨细胞是软骨组织工程种子细胞的一个重要来源,应用自体软骨细胞构建的组织工程软骨可以成功修复大型哺乳动物关节承重面的缺损[1].自体软骨细胞移植术作为一种有效和成熟的技术已开始应用于临床关节软骨缺损修复[2],但软骨组织中的软骨细胞数量较少,接种支架前需要进行足量的扩增才能满足修复缺损的要求.     

关节软骨组织工程种子细胞的研究进展

目的 综述关节软骨组织工程种子细胞的研究进展.方法 广泛查阅近年来有关关节软骨组织工程种子细胞的文献,并进行综述.结果 BMSCs分化为软骨细胞将成为关节软骨组织工程种子细胞的主要来源,与支架利用和培养环境改善构成关节软骨组织工程的重要条件.结论 充分利用细胞因子和转基因技术,改良三维支架和培养条件,将推动关节软骨组织技术的进展.