组织工程支架材料研究进展

细胞支架材料作为组织工程组织再生的框架,其特性直接影响细胞的粘附、生长和代谢功能,因此它是组织工程的关键要素之一。目前应用于组织工程的支架材料可分三大类：人工合成高分子可降解聚合物,天然材料提取物和细胞外基质,结合近年来的相关文献,对组织工程支架材料研究进展进行总结。     

软骨组织工程中支架材料的研究

随着材料学、生命科学及相关学科的发展,一门新的学科正在兴起,即组织工程技术。其基本方法是:将体外培养的高浓度的功能相关的活细胞种植于具备良好生物相容性和可降解性的支架,形成细胞支架复合物,然后,将这种复合物移植到动物体内组织缺损部位,最终形成一个与机体本身在组织学及生化组成上完全相同的组织,从而完成组织缺损的修复与再造。组织工程学的中心环节是支架材料,如何在原有研究的基础上研获理想的生物活性支架,已成为组织工程这一重大课题的核心热点和难点。     

骨软骨组织工程支架的研究现状

据统计，美国40岁以上人口中患有不同程度关节疾病的占人群的90％以上，每年在治疗该种疾病方面要耗费286亿美元。外伤以及关节的炎症会导致骨软骨缺损，影响关节的力学稳定性，从而导致骨性关节炎和关节退行性病变的发生。相关研究表明软骨下骨层对软骨的修复具有极其重要的作用。骨软骨支架的制备可以解决自体骨软骨移植的局限性。     

组织工程支架材料——交联透明质酸置入角膜生物相容性研究

目的探讨交联透明质酸材料对兔角膜组织的生物学反应的影响,评价其作为角膜组织工程支架材料的可行性。方法将交联透明质酸材料置入兔角膜基质层间内3个月,观察置入材料在角膜内生物学反应。结果观察期内交联透明质酸材料与兔角膜基质愈合良好,角膜组织学观察未见有淋巴等炎症细胞浸润。结论交联透明质酸材料置入兔角膜后无明显炎症反应,其生物相容性良好,是一种理想的角膜组织工程支架材料。     

PLA、PGA及其共聚物支架在组织工程中的研究应用

随着组织工程学的兴起，用生物可降解材料作为细胞支架材料的研究已受到科研人员的广泛关注，在国内外均有应用于临床的报道。由Kulkarni RK于1966年将PLGA聚合物用于狗下颌骨内固定实验研究开始，掀起了对具有生物相容性，可降解并具有良好生物力学特性的PLGA家族临床应用研究的高潮。     

软骨组织工程支架材料的研究进展

软骨组织工程支架材料要求具有特定的生化、物理性质,如极强的生物相容性、合适的生物降解性、可控的孔径大小、足够的孔隙率等。随着软骨组织工程的发展,如何选取理想的支架材料已成为这一课题的关键。文中就近年来软骨组织工程的支架材料研究进展进行综述。     

组织工程中天然支架材料的研究现状

组织工程学是近年来发展起来的一门新学科，是材料学、工程学和生命科学共同发展并相互融合的产物，其最基本的思路是在体外分离、培养细胞，将一定量的细胞接种到具有一定空间结构的支架上，通过细胞之间的相互黏附、生长繁殖、分泌细胞外基质，从而形成具有一定结构和功能的组织或器官，因而，充足的种子细胞、合适的支架及促进种子细胞在支架上增殖分化的因子便成为组织工程的三大要素。其中支架在生产人造组织的过程中起着举足轻重的作用。不同的组织需要不同的支架。一种理想的组织工程支架应当模拟天然的细胞外基质。它必须能维持并引导细胞生长，同时提供细胞生长、分化和细胞间相互作用所需的所有细胞因子，而一旦新生组织形成后，它必须降解以利于新生组织融人周围的宿主组织中。在体外培养时，它必须能让种子细胞能够从培养基中获得营养，在移植后可以有效地血管化并由向内生长的血管供应营养。而且，支架的结构即其机械属性必须符合欲建的组织器官结构。具体说来，这些标准包括：①支架必须具备生物相容性，不能引起宿主的排异反应；②支架必须能够抵抗应力，能够被消毒；③合适的支架必须能以合理的速度降解，并且降解的产物必须无毒，能及时排出体外；④支架须具有合适大小的孔隙以利于大量的种子细胞在其中增殖分化。同时还须让血管能够长人支架。当然，若支架本身能够缓释生长因子之类的生物大分子则更好。要满足如此多的条件绝非易事，故研究者们纷纷探索研究，试图找到理想的材料。一般来说，制造支架的材料可分为三大类，人工合成的、天然的及经过修饰的天然高分子。本文就后两种材料的研究现状进行初步探讨。     

新型快速成形的三维多孔支架材料构建组织工程软骨

目的:探讨以骨髓基质细胞(BMSC)为种子细胞,以快速成形的生物相容性材料为支架构建组织工程软骨的可行性.方法:成年兔BMSC在成软骨培养液中诱导培养,使之具有软骨细胞表型后,接种于快速成形的生物相容性三维支架材料聚乳酸/聚羟乙酸共聚物(poly-lactic-co-glycolic acid,PLGA),经体外培养扩增2 wk后植入自体肌袋,术后8 wk取材,进行组织学、甲苯胺蓝染色及II型胶原免疫组织化学观察.结果:成年兔BMSC在体外可诱导为软骨细胞,接种于三维支架材料培养后,扫描电境观察见细胞在支架上可大量扩增;接种细胞的支架植入自体肌袋8 wk,可形成软骨样组织,甲苯胺蓝染色及II型胶原免疫组化染色阳性.结论:具有软骨细胞表型的BMSC接种于快速成形的三维支架材料在体内非关节环境可形成软骨样组织.     

羟基磷灰石在骨软骨组织工程支架材料的研究进展

随着软骨组织工程技术的研究与发展,近年来认识到软骨修复中软骨下力学性能的支持对软骨修复起着关键的作用,同时软骨下骨促进移植物与宿主组织的锚定。羟基磷灰石因其具有良好的骨传导性能和生物活性,能与软骨下骨组织形成牢固的骨性结合促进支架材料的锚定,近年来被广泛应用于骨软骨组织工程支架材料,本文将对近年来羟基磷灰石在骨软骨组织工程支架材料中的应用作一综述。     

软骨组织工程管状泡沫支架的研制

目的 :研制管状泡沫支架 ,为气管软骨组织工程提供合适的支架。方法 :以PDLLA (Mw =4 .2 3×10 4)为原材料 ,氯化钠颗粒 (直径 5 0～ 2 0 0 μm)为致孔剂 ,通过“溶剂浇铸 -颗粒滤沥”法制备一定孔径 ,不同孔隙率的管状泡沫支架 ,经过大体及扫描电镜观察、孔隙参数的测定及分析 ,选择软骨组织工程合适的支架。结果 :支架外观为白色、管柱状泡沫 ,内径 8mm ,外径 12mm。各型支架具有不同的特点。孔径 80～ 2 5 0 μm、孔隙率 90 .6 %的支架具有一定的强度及韧性 ,适于气管软骨组织工程。结论 :通过“溶剂浇铸 -颗粒滤沥”法制备的管状泡沫支架是气管软骨组织工程合适的支架     

GelMA水凝胶在骨组织工程中的研究进展

 种植修复目前是牙列缺损、牙列缺失首选的修复方法。患者因牙周炎、长期牙缺失、全身疾病、外伤及肿瘤手术后的重度牙槽骨缺损是种植修复术的难点。充足的骨量是种植体完成骨结合并维持其长期稳定的必要条件,因此临床上需要可有效填补骨缺损的材料。明胶甲基丙烯酰基（gelatin methylacryloyl,GelMA）水凝胶因其独特的光交联特性,可以加工成不同形貌的水凝胶支架材料。同时,因其降解性能可控,力学性能可控,生物相容性好,在骨缺损修复材料领域具有广阔应用前景。本文将对GelMA水凝胶在骨组织工程中促进成骨生成和血管化的研究进展进行综述。     

仿生髓核组织工程细胞支架的构建及初步理化指标分析

目的设计构建一种新型仿生髓核组织工程的细胞支架,以用于髓核组织工程的实验研究.方法以猪Ⅱ型胶原和透明质酸在pH 1～2的环境下混合,先行制备Ⅱ型胶原/透明质酸海绵,再以水溶性碳化二亚胺交联并复合6-硫酸软骨素,从而获得与生理条件下髓核细胞外基质主要成份相同的仿生髓核组织工程细胞支架.并对其理化指标进行初步分析.结果所制备的支架材料为多孔结构,其孔径为89～132μm,孔隙率为94.8%.含水能力为79.2%,热变性温度为74.6℃,糖胺多糖含量为224.6 mg/g,弹性模量为0.673 MPa.结论我们对所制备支架材料的理化指标初步分析认为:该支架符合理想支架材料的结构要求.可对该支架的性能进行深入的研究.     

骨组织工程研究进展

骨组织工程是组织工程领域发展较快的分支之一，现综述种子细胞、支架材料，种子细胞与支架材料相互作用等方面在骨组织工程中的研究进展。利用转基因技术对种子细胞进行改造，模仿骨的结构和成分制造仿生生物支架，改进材料性能促进细胞与支架材料的相互作用。明确生长因子的序贯作用及其调控机制将是今后骨组织工程研究的主要方向。     

Apoptosis in bone for tissue engineering

Bone loss due to congenital defects, trauma, improper fracture fixation, metabolic disturbances, infections, or after tumor resection represents a major clinical problem in head and neck surgery. To address these issues, different types of scaffolds, growth factors and cell sources -- alone or in various combinations -- have been applied for development of bioartificial bone tissues. Although these applications have received increasing interest, use of autologous bone grafts is still considered as the gold standard for tissue repair. Despite progress in some areas of tissue regeneration, significant translation into clinical practice has not been achieved. Reasons for this impass include rejection of engineered tissue implants by the immune system, limited blood supply, or morbidity of the donor site. During the process of bone regeneration, approximately 50-70% of osteoblasts undergo apoptosis. Apoptosis is a naturally occurring cell death pathway induced in a variety of cell types and is associated with caspase activation or caspase mediation. It is recognized as an important component of embryogenesis and tissue morphogenesis and, in adult skeletons, it contributes substantially to physiological bone turnover, repair, and regeneration. Intracellular mechanisms are orchestrated by a variety of proteins, the interplay of which seems to vary, depending on the differentiation state of the cell or the current status of the tissue. Closing gaps in current knowledge of the apoptosis of bone and understanding the mechanisms of cell death in tissue engineered bone will improve results in the translation from bench to bedsite. This review aims to provide a broad overview of the current general concepts in apoptosis with a special focus on its regulation in osteoblasts and its significance for bone tissue engineering.     

全仿生多层复合组织工程支架系统构建研究

目的:通过先进的3D打印技术设计并制作一种新型全仿生多层复合支架组织工程支架,完全模拟生理状态下的关节骨-软骨结构,以期为修复骨-软骨全层缺损提供一种新的方法。方法:设计完全模拟生理状态下骨-软骨结构,采用3D生物打印技术和改进的温度梯度热诱导相分离技术(TIPS)设计一种全仿生多层复合支架。通过使用电子显微镜(SEM),免疫荧光染色和显微CT等方法,对新型多层支架结构进行细致观察,评估支架仿生性和微观结构。同时对支架进行生物力学检测,评估其力学性能。结果:电子显微镜(SEM),免疫荧光染色和显微CT观察显示,软骨层支架的表面及内部结构规则,骨支架包含十字交叉结构,拥有较高的孔隙率。钙化层结构致密,可以起到良好的隔离作用,与生理状态下的关节骨-软骨结构完全类似。经生物力学性能测试显示,支架的最大抗拉强度和最大抗剪强度明显高于传统支架。结论:所构建复合多层组织工程支架结构规则,孔隙率高,具有较高的生物力学性能,完全与生理状态下的关节骨-软骨结构一致,可以作为修复关节全层损伤的潜在新方法。     

骨组织工程中的支架材料

支架材料是骨组织工程中的关键环节,支架材料与许多可降解材料一起也在进行研究和探讨.该文对用于骨组织工程支架材料的高分子材料、天然材料和人工合成材料的研究状况进行了综述,并对其优缺点和其发展趋势进行了分析.     

仿生髓核组织工程细胞支架的免疫原性研究

目的探讨自行设计构建髓核组织工程支架材料的免疫原性.方法将75只SD大鼠随机分为3组:正常组、对照组及移植组.将自行设计构建的支架材料植入移植组大鼠皮下,以未植入支架组作为对照.分别于术后1、3、7、14、28、56、84 d取支架及周围组织,并分离血清.行组织学观察及RT-PCR检测IFN-γ、IL-2、IL-4、IL-10 mRNA表达,ELISA检测血清中抗Ⅱ型胶原抗体水平.结果支架材料在大鼠体内表现为轻度的炎性反应,逐步为纤维肉芽组织取代.RT-PCR未检测到IFN-γ、IL-2 mRNA表达,IL-4、IL-10 mRNA表达增高,反映支架材料移植后促进T辅助细胞向Th2方向转化,抑制机体炎症发生.同时血清中未检测到抗Ⅱ型胶原抗体表达增高.结论自行设计的髓核组织工程支架材料无明显免疫原性,可进行深入研究.     

显微外科技术在骨组织工程中的应用

利用显微外科技术,通过带血管蒂软组织瓣包裹或血管束植入的方法,在构建组织工程化骨的同时建立良好的血液供应,从而构建出血管化的组织工程骨,具有良好的应用前景。本文对当前应用显微外科技术构建血管化的组织工程骨的国内外研究进展进行综述。     

组织工程骨和软骨的建造

0　引言　人类因先天性和获得性疾病引起骨和软骨组织的缺损或畸形 ,需要选用理想的修复或替代材料完成骨和软骨组织的修复与重建 .现今尚无一种修复材料在生物学特性方面能够达到自体组织移植的水平 .因此采用组织工程的方法 ,建造自身细胞来源的自体组织已成为生物医学研究的一项重要课题 [1 ,2 ] .我科由国家自然科学基金和军队医药卫生科研基金资助进行组织工程骨、软骨的研究 ,现将部分研究成果做以介绍 .1　材料和方法1 .1　组织工程骨的研究　实验采用裸鼠和新西兰兔作为实验模型 .1 .1 .1　支架材料的制备　取新西兰兔的膝关节 ,冲…