骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在脂肪组织中构建体内组织工程骨

背景：作为体内组织工程骨的构建场所,非骨组织的选择至关重要。早期研究大多选用肌肉作为异位骨移植物的构建区域,但其位置较深,可利用面积小、手术操作复杂,不利于临床推广。 目的：采用体内骨组织工程的方法,探索骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在不同非骨组织中构建骨移植物的可行性。 方法：选取家犬的背部肌肉组织和脂肪组织为构建区,分别植入骨诱导性磷酸钙陶瓷支架以构建体内组织工程骨移植物。于移植后4,8,12,16周取样进行单光子计算机断层扫描及组织学检测,观察其构建过程,比较各个观测时间内,不同构建区的骨移植物中新骨组织的形成情况,评价不同非骨构建区域对体内骨组织骨移植物形成的影响。 结果与结论：骨诱导性磷酸钙陶瓷支架在肌肉组织和脂肪两处非骨组织中均可形成体内组织工程骨移植物,在构建初期,肌肉组中新骨形成的时间比脂肪组早,骨量也较多,但随着构建时间的延长,两组的新生骨量差异逐渐减小。提示,应用体内骨组织工程的方法在肌肉和脂肪组织均可构建出具有生命活性的自体骨移植物。与肌肉组织比较,脂肪组织面积宽广,位置浅表,因此在脂肪组织中构建体内组织工程骨移植物更有临床应用前景。 关键词：骨诱导;磷酸钙陶瓷;体内组织工程骨;非骨组织;骨移植物;脂肪;构建 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.12.005     

骨组织工程支架材料修复骨缺损的特性

摘要 目的：介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的作用。 方法：以“骨组织工程,支架材料,骨缺损”为中文关键词;以:“bone tissue engineering,scafold,bone defect”为英文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-06相关文章。纳入骨组织工程支架修复骨缺损相关的文章。选择28篇文献重点介绍各种骨组织工程支架的特性及在修复骨缺损中的特点。并应用硫酸钙人工骨进行验证。 结果：用于骨组织工程的支架材料众多,目前,骨组织工程支架材料主要分为3类：生物衍生材料、无机材料和高分子材料,每种材料在修复骨缺损中都有各自的优缺点。随着研究的不断深入,复合支架材料成为目前的研究热点之一。一些具有生物活性的无机材料,如生物玻璃、羟基磷灰石已经被用来加入到胶原、壳聚糖的基体中来制备新型的骨组织工程复合支架材料。至今还未研制出一种理想的适于骨组织工程的支架材料。临床验证显示硫酸钙人工骨修复大块骨缺损效果较好。 结论：相信随着各学科的发展,骨组织工程用支架材料的性能会越来越完善,从而促进骨组织工程的发展,最终应用于临床。 关键词：硫酸钙人工骨;骨组织工程;支架材料;骨缺损;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.47.032     

骨组织工程支架材料的种类及发展趋势*

摘要：组织工程支架材料不仅在细胞黏附、增殖和新骨组织形成中为细胞提供结构支撑,而且还起到模板作用,引导组织再生和控制组织结构。寻找一种既有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形状的支架材料是骨组织工程的一个重要方面。文章对用于骨组织工程支架材料的天然高分子材料、人工合成聚合物及无机材料及复合材料等的研究现状进行探讨,并分析这些材料的优缺点及骨组织工程支架材料的发展趋势。     

不同比例壳聚糖胶原复合骨、软骨缺损支架材料的制备及性状比较

摘要 背景：骨组织工程支架材料由最初的自体骨,软骨材料到生物活性陶瓷,乃至后来的有机材料胶原蛋白等细胞外基质材料,其生物相容性及性能越来越优越,越来越接近体内的真实情况。但是这些材料在抗压性及强度方面还有待进一步提高。 目的：应用胶原与壳聚糖制备生物支架并对其检测其生物学性质,为骨、软骨缺损提供移植替代物。 方法：将不同比例壳聚糖-胶原蛋白溶解,经冷冻冻干后紫外线交联后冷冻干燥,二次冻干制备好支架。检测不同比例支架的孔隙率,降解率,溶胀率。扫描电镜观察孔径的大小及形态。 结果与结论：制备的支架外观呈海绵多孔状。支架的孔径大小随着胶原比例增加而减小。胶原比例的增加对支架孔隙率的影响较轻微。支架的溶胀率可达到80%左右,支架的溶胀程度随胶原比例增加而减少。胶原含量越大支架柔韧度增加明显。支架的降解率随着胶原比例增加而增加,而壳聚糖含量越高,降解速度越慢。结果提示,通过调整壳聚糖-胶原蛋白比例使支架具有作为骨、软骨缺损移植材料的替代物可能。 关键词：壳聚糖;胶原蛋白;骨;生物支架;组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.42.006     

微球细胞支架在骨组织工程中的应用*★

摘要：骨组织工程的难点之一在于获得大量表型正确的细胞。作为骨组织工程的核心内容，细胞支架领域发展迅速。微球不仅被广泛用于组织工程种子细胞扩增，还可直接作为载体将细胞传递至骨缺损部位，并作为支架支持新生骨组织生长。目前微球支架材料包括人工合成或天然来源的聚合物和陶瓷两种，微球支架通过微囊包裹或支架贴附与细胞结合，直接植入或与可注射基质结合后注入骨缺损部位，实现骨组织的修复。微球细胞支架以其细胞扩增高效性及细胞传递微创性，在组织工程中显示了良好的应用前景和潜力。 关键词：微球；微囊；细胞支架；骨组织工程     

壳聚糖作为药物载体及基因载体的临床应用前景*

摘要：甲壳素是存在于自然界中惟一能被生物降解的阳离子高分子材料，近年研究表明，它在调节机体免疫功能，降低血脂、血糖、血压，保护胃肠道等方面发挥着巨大的作用。壳聚糖是甲壳素的N-脱乙酰基衍生物，具有组织相容性好、生物学活性多样、可生物降解、无毒性、易于吸收等特点。壳聚糖作为药物载体能提高药物吸收，稳定药物成分，增加药物靶向性，增强药物缓释；它作为基因载体对DNA有一定的保护，能提高基因的表达时间。在药物载体、基因载体等研究领域壳聚糖将具有广泛的应用前景。     

聚乳酸/壳聚糖纤维复合支架的制备与性能

摘要 背景：聚乳酸/壳聚糖纤维复合支架材料既可提高支架的力学性能,又可中和聚乳酸的酸性降解产物,提高生物相容性,从而满足组织工程支架的要求。 目的：制备用于组织工程的聚乳酸/壳聚糖纤维复合支架。 方法：采用热致相分离法制备了聚乳酸/壳聚糖纤维复合支架。测定了复合支架的微观形貌、孔隙率、压缩模量、降解特性、蛋白质吸附特性。 结果与结论：复合支架具有纳米微米共存的亚微观结构。在聚乳酸纳米纤维网络中引入壳聚糖纤维,有效地增强了复合支架的压缩模量和蛋白质吸附能力,复合支架压缩模量为纯聚乳酸纳米支架的3.75倍,蛋白质吸附能力比纯聚乳酸纳米支架提高了112%。体外降解实验表明复合支架降解液的pH值随时间的下降明显变缓。提示,在聚乳酸纳米纤维网络中引入壳聚糖纤维,可有效增强支架的压缩模量,提高蛋白质吸附能力,并可有效减缓聚乳酸降解过程中pH值的下降,克服酸性产物引发的无痛性炎症问题。 关键词：聚乳酸;壳聚糖;纳米复合;增强;支架 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.42.015     

透明质酸修饰壳聚糖复合支架在大鼠脑皮质损伤修复中的作用

背景：为了验证透明质酸修饰后的壳聚糖材料能否作为神经支架材料,课题组在前期体外实验结果的延续下,进行体内试验观察。 目的：比较经透明质酸、多聚赖氨酸修饰的壳聚糖支架及单纯壳聚糖支架在脑组织中的生物相容性及抑制瘢痕作用的优越性。 方法：将3种支架植入Wistar大鼠脑皮质损伤区,术后3,7,14,28,56 d分别取脑组织行苏木精-伊红染色、免疫组化观察,观察移植部位炎症反应及瘢痕组织形成、神经细胞生长情况。 结果与结论：各组支架与脑组织相容性良好,用透明质酸修饰的壳聚糖复合支架组与其他壳聚糖支架组相比,支架周围炎症反应轻、支架周围GFAP阳性细胞数少,差异均具有显著性意义(P < 0.01)。结果提示各组壳聚糖支架均具有良好的生物相容性,用透明质酸修饰的壳聚糖复合支架较其他壳聚糖支架抑制瘢痕作用明显,有利于神经细胞的生长,在组织工程应用中更具有优越性。 关键词：透明质酸;壳聚糖;复合支架;组织相容性;神经支架材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.29.009     

软骨修复材料种类的比较

摘要 背景：软骨修复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。 目的：对比分析各种软骨修复材料的特点。 方法：应用计算机检索万方数据库、CNKI数据库2001/2010与软骨修复材料相关的文章,检索关键词为“软骨,修复,支架材料,组织工程,生物材料”。 结果与结论：软骨组织工程支架材料分为天然支架材料、复合支架材料、可注射支架材料、仿生支架材料等。但是各种材料具有各自的优势与不足,目前多采用复合支架材料或利用仿生原理制备仿生支架材料或是可注射型支架材料,以充分发挥材料的优势,克服不足,使其生物力学特性更加接近天然骨组织。尽管骨组织工程研究已经取得了相当快速的进展和成果,但仍有许多问题需要解决：支架的免疫原性即降解转归及对机体的影响;支架是否可与软骨下骨有效结合;支架材料的降解速度是否可与组织形成相匹配;支架的生物力学性能是否与软骨组织相同或接近等。 关键词：软骨;修复;支架材料;组织工程;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.08.040     

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     

Efficacy of chitosan and sodium alginate scaffolds for repair of spinal cord injury in rats

Spinal cord injury results in the loss of motor and sensory pathways and spontaneous regeneration of adult mammalian spinal cord neurons is limited. Chitosan and sodium alginate have good biocompatibility, biodegradability, and are suitable to assist the recovery of damaged tissues, such as skin, bone and nerve. Chitosan scaffolds, sodium alginate scaffolds and chitosan-sodium alginate scaffolds were separately transplanted into rats with spinal cord hemisection. Basso-Beattie-Bresnahan locomotor rating scale scores and electrophysiological results showed that chitosan scaffolds promoted recovery of locomotor capacity and nerve transduction of the experimental rats. Sixty days after surgery, chitosan scaffolds retained the original shape of the spinal cord. Compared with sodium alginate scaffolds-and chitosan-sodium alginate scaffolds-transplanted rats, more neurofilament-H-immunoreactive cells(regenerating nerve fibers) and less glial fibrillary acidic protein-immunoreactive cells(astrocytic scar tissue) were observed at the injury site of experimental rats in chitosan scaffold-transplanted rats. Due to the fast degradation rate of sodium alginate, sodium alginate scaffolds and composite material scaffolds did not have a supporting and bridging effect on the damaged tissue. Above all, compared with sodium alginate and composite material scaffolds, chitosan had better biocompatibility, could promote the regeneration of nerve fibers and prevent the formation of scar tissue, and as such, is more suitable to help the repair of spinal cord injury.     

合成及天然支架材料在皮肤组织工程中的应用

目前用作皮肤组织工程支架的材料有很多种，大致可以分为合成支架材料和天然支架材料两大类。文章在广泛查阅国内外有关皮肤组织工程方面相关文献的基础上进行总结，发现天然支架材料可以更好地为细胞的黏附、增殖提供三维支架空间，具有更大的潜力应用于皮肤组织工程。     

人工材料在急性运动骨损伤中的应用与表面修饰

摘要 背景：选择合适的表面修饰材料,有针对性的对基质支架材料进行表面改性和表面修饰,提高材料表面的细胞黏附性以及促进细胞的增生是骨组织工程支架材料研究的重要内容。 目的：概述骨组织工程支架材料的运用情况,支架材料表面修饰材料的运用以及修饰方法或途径。 方法：由第一作者检索1995/2010 PubMed数据及万方数据库文章,选择与组织工程支架材料运用及表面修饰相关的文献。 结果与结论：成骨细胞与支架材料的作用依赖于材料的表面特性、局部形态、表面能或化学能等,这些表面特性决定了细胞怎样吸附到材料表面、细胞的定位以及细胞的功能行为等。因此生物材料的复杂性和细胞-生物材料表面的相互作用决定着进行生物支架材料表面修饰的重要性。理想的表面修饰应该兼顾表面拓扑结构、特异性识别、亲水与疏水平衡、蛋白质吸附等各个方面才能得到功能化的新生组织。目前,应用最多的表面修饰材料是Ⅰ型胶原,未来研究中将多种表面修饰材料进行复合发挥材料的互补作用,以及基因疗法和纳米材料的发展,将成为骨组织工程学领域研究的热点问题。 关键词：骨;支架材料;表面修饰;运动损伤;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.03.041     

壳聚糖作为中枢神经系统支架材料的可行性研究

目的探索壳聚糖作为中枢神经系统组织工程支架材料的可行性。方法选择孕14～16dWistar大鼠剖宫取胎鼠脑进行分离、培养,经巢蛋白、胶原纤维酸性蛋白、特异性烯醇化酶和半乳糖脑苷酯免疫细胞化学染色鉴定获得神经干细胞,种植于壳聚糖膜和明胶膜表面培养,然后行巢蛋白免疫细胞化学染色,观察神经干细胞在壳聚糖膜和明胶膜表面的贴附、生长和分化状态,以及壳聚糖、明胶的降解速度。结果从胎鼠大脑分离获得的神经干细胞,巢蛋白染色呈阳性反应,可分化形成神经元和胶质细胞,分化细胞分别呈胶原纤维酸性蛋白、特异性烯醇化酶和半乳糖脑苷酯染色阳性反应。神经干细胞接种后12h即贴附于壳聚糖膜表面,24h壳聚糖膜和明胶膜均贴附牢固;48h明胶膜表面神经球周围首先出现带突起的分化细胞,壳聚糖膜迟至生长第3天才出现。神经干细胞接种生长后第3天,壳聚糖膜部分降解,明胶膜完全降解;第4天膜表面长满分化细胞;第5、6天壳聚糖膜大部分降解,分化细胞部分死亡。结论壳聚糖与神经干细胞生物相容,具有促细胞贴附和分化作用,由于机械性能差,不宜作为中枢神经组织工程的结构性生物支架材料,但可以单独或者联合促贴附物明胶作为促神经干细胞贴附和分化的支架表面修饰剂。     

植入式葡萄糖传感器膜材料壳聚糖与Nafion的组织相容性比较

背景：壳聚糖是天然高分子多糖，可单独或者与其他材料复合制作敷料、药物、基因载体、生物涂层、组织工程支架、传感器膜材料等。 目的：了解壳聚糖作为植入式葡萄糖传感器膜材料的组织相容性，并与Nafion膜进行对比。 方法：制备壳聚糖膜并对其理化性质进行表征，比较壳聚糖膜皮下植入与肌肉植入、Nafion膜肌肉植入的生物相容性。 结果与结论：壳聚糖膜的厚度、溶胀率、表观密度等理化参数可以通过浓度、铸膜液体积来控制；壳聚糖膜能生物降解，63 d皮下植入的降解率为(17.0±9.9)%，说明壳聚糖的体内降解速度较慢。壳聚糖膜皮下植入引起的炎症反应较肌肉植入重，63 d后形成的纤维包膜比肌肉植入要厚(P < 0.05)；肌肉植入Nafion与壳聚糖膜引起材料周围纤维包膜厚度差异无显著性意义(P > 0.05)，两者均在15 d以后趋于稳定。证明壳聚糖膜能生物降解，与Nafion膜均有较好的组织相容性。     

密闭性敷料支架的制备及其性能

背景：近年来创伤敷料的研究发展较快,但很少有中药联合高分子材料制备的复合密闭敷料,且现有的创伤敷料作用较局限,不能适用于任何创伤伤口。 目的：制备适用于中药载入的密闭敷料支架,并测定其性能。 方法：将壳聚糖、明胶、聚乙烯醇,壳聚糖、明胶、聚乙烯醇和海藻酸钠分别在一定条件下共混,预冻,冷冻干燥得到支架,考察两支架的吸水性、含水量、相对保湿性、透气性、孔隙率、支架的外形。 结果与结论：壳聚糖、明胶、聚乙烯醇所制成支架的吸水性、含水量、相对保湿性、孔隙率优于壳聚糖、明胶、聚乙烯醇和海藻酸钠所制成的支架,两组比较差异有显著性意义(P < 0.05)。说明壳聚糖、明胶、聚乙烯醇适宜作为密闭敷料支架材料。 关键词：敷料支架;壳聚糖;明胶;海藻酸钠;聚乙烯醇 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.29.002     

以海藻酸盐及异种骨复合技术制备组织工程化骨及体内成骨

背景：海藻酸有相对温和的凝胶条件与良好的生物相容性,已广泛应用于生物组织工程。 目的：采用海藻酸钠凝胶复合异种骨的方法,构建骨组织工程载体,观察载体中细胞的生物性能及体内成骨能力。 方法：取2 只2 周龄新西兰兔的骨髓,以1×10-8 mol/L重组人骨形态发生蛋白2诱导骨髓间充质干细胞。取诱导后第2 代骨髓间充质干细胞接种于1%海藻酸钠凝胶中,培养4 d 苏木精-伊红染色观察凝胶中细胞形态。将第2 代骨髓间充质干细胞分为单纯DMEM凝胶组和含1%海藻酸钠的DMEM凝胶组,分别培养7 d 后行骨形态发生蛋白2免疫组织化学染色观察。取24 只裸鼠,随机分为2 组,于两侧股部肌袋中分别植入骨髓间充质干细胞/海藻酸钠凝胶/牛松质骨复合体作为实验组,骨髓间充质干细胞/牛松质骨复合体作为对照组。术后2,4 周后组织学观察复合体成骨情况,图像分析系统分析各组成骨或软骨的面积百分比。 结果与结论：海藻酸钠凝胶中骨髓间充质干细胞形态饱满,细胞悬浮于凝胶中,可见细胞分裂和核分裂相。单纯DMEM凝胶组和含1% 海藻酸钠的DMEM凝胶组免疫组织化学观察,细胞分裂增殖正常,伸出多种形态的突起,胞核大,核仁清晰。单纯DMEM凝胶组和含1%海藻酸钠的DMEM凝胶组的骨形态发生蛋白2 表达阳性率差异无显著性意义(P > 0.05)。扫描电镜观察海藻酸钠凝胶均匀地复合于牛松质骨微孔中,不同平面均有细胞生长。动物实验显示术后2,4 周实验组和对照组的成骨或软骨的面积百分比差异有显著性意义（P < 0.05）。提示以海藻酸钠凝胶/牛松质骨构建骨组织工程载体,合乎组织工程载体的超结构原理,能最大限度地承载细胞,生物性能好,对骨髓间充质干细胞增殖和成骨表型及相关的生物性能无不良影响,在体内成骨效率较高。 关键词：组织工程骨;海藻酸钠凝胶;异种骨;载体;支架材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.08.043