生物材料修复股骨缺损及其性能评价

目的:评价组织工程修复股骨骨缺损各种生物材料的性能和应用,寻找合理股骨替代物。方法:以"组织工程,股骨缺损,干细胞,细胞因子,复合材料"为中文关键词,"tissue engineering,femur defect,Mesenchymal stem cells,Cytokines,Materials"为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程股骨缺损修复相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以21篇文献为主重点讨论了组织工程股骨骨缺损修复生物材料及其性能。结果:干细胞技术是从少量骨髓组织得到种子细胞,经体外诱导扩增达到一定细胞数量后,与支架材料复合,体外构建组织工程骨,其细胞能够维持成骨细胞特有的生物学特性,能与受区骨组织完全融合,同时避免了免疫排斥反应发生。将两种或两种以上材料复合在一起,或对生物材料表面进行各种各样的修饰,可以促进细胞与材料之间的黏附、提高细胞的生物活性并维持生物功能;利用某种载体转入到种子细胞内,后者在骨缺损区成骨,同时分泌适量的骨生长因子,诱导周围非定向性骨祖细胞向定向性骨祖细胞分化,从而在短时问内募集到足够的具有成骨活性的种子细胞,加快长骨损伤愈合;利用计算机三维虚拟成像技术和计算机数控成型技术预制的复合材料,既有医用复合材料本身的优点,又有精确的和股骨骨缺损周围组织解剖学上契合性,更有近乎完美的外观形态。结论:目前还没有一种材料能完全符合骨组织工程的要求。将几种材料复合在一起,或对生物材料表面修饰,促进细胞与材料之间的黏附、提高细胞的生物活性、维持生物功能是目前组织工程生物材料研究的热点。     

生物材料修复组织工程颅骨缺损及其性能评价

目的:评价组织工程修复颅骨缺损各种生物材料的性能和应用,寻找合理的颅骨替代物。方法:以"组织工程,颅骨缺损,干细胞,细胞因子,复合材料"为中文关键词,"tissue engineering,Skull defect,Mesenchymal stem cells,Cytokines;Materials"为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程颅骨缺损修复相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以17篇文献为主重点对组织工程颅骨缺损修复生物材料及其性能进行了讨论。结果:干细胞技术是从少量骨髓组织得到种子细胞,经体外诱导扩增达到一定细胞数量后,与支架材料复合,体外构建组织工程骨,其细胞能够维持成骨细胞特有的生物学特性,能与受区骨组织完全融合。同时避免了免疫排斥反应发生。将两种或两种以上材料复合在一起,或对生物材料表面进行各种各样的修饰,具有促进细胞与材料之间的黏附、提高细胞的生物活性并维持生物功能;利用某种载体转入到种子细胞内,后者在骨缺损区成骨,同时分泌适量的骨生长因子,诱导周围非定向性骨祖细胞向定向性骨祖细胞分化,从而在短时间内募集到足够的具有成骨活性的种子细胞,加快颅骨损伤愈合;利用计算机三维虚拟成像技术和计算机数控成型技术预制的复合材料,既有医用复合材料本身的优点,又有精确的和颅骨缺损周围组织解剖学上的契合性,更有近乎完美的外观形态。结论:目前还没有一种材料能完全符合骨组织工程的要求。将几种材料复合在一起,或对生物材料表面修饰,促进细胞与材料之间的黏附、提高细胞的生物活性、维持生物功能是目前组织工程生物材料研究的热点。     

组织工程皮肤的研究新进展

组织工程皮肤是指由细胞或细胞外基质或由两者共同结合组成的皮肤产品,足应用生命科学和工程学的原理与技术将种子细胞与适当的支架材料相结合构建出的用于修复、维护和改善损伤皮肤组织功能和形态的生物替代物。目前的组织工程皮肤包括自体或异体培养的表皮片、真皮替代物及含表真皮双层结构的皮肤替代物二种,已成为修复大面积、深度皮肤缺损创面最有应用前景的方法之一。皮肤组织工程的研究内容主要包括三个方面,即皮肤种子细胞培养、真皮支架材料和体外构建活性复合皮。本文即从这三方面对组织工程化皮肤的研究进展作一简要综述。     

不同生物材料复合支架对关节软骨缺损的修复评价

背景：不同生物材料制备的复合软骨支架其修复软骨缺损也各具特点。 目的：探讨不同生物材料制备复合支架的组织工程学特性及其修复关节软骨缺损的性能评价。 方法：以“软骨组织工程,生物材料,工程软骨,复合支架”为中文关键词,以“tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库(1993-01/2010-11)相关文章。纳入复合支架材料-细胞复合物修复关节软骨损伤等相关的文章,排除重复研究或Meta分析类文章。 结果与结论：复合支架是当前软骨组织工程中应用较多的支架,它是将具有互补特征的生物相容性可降解支架,按一定比例和方式组合,设计出结构与性能优化的复合支架。较单一支架材料具有更好的生物相容性和一定强度的韧性,较好的孔隙和机械强度。复合支架的制备不仅包括同一类生物材料的复合,还包括不同类别生物材料之间的交叉复合。可分为纯天然支架材料、纯人工支架材料以及天然与人工支架材料的复合等3类。复合支架使生物材料具有互补特性,一定程度上满足了理想生物材料支架应具的综合特点,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,如不同材料的复合比例、复合工艺等。     

生物材料复合支架与运动性关节软骨缺损的修复

目的：探讨复合支架的组织工程学特性及其修复关节软骨缺损的性能评价。 方法：以“关节软骨、生物材料、工程软骨、复合材料、复合支架”为中文关键词,以“ tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索中国期刊全文数据库、PubMed数据库(1993-01/2010-11)相关文章。纳入复合支架材料-细胞复合物修复关节软骨损伤相关的文章,排除重复研究或Meta分析类文章。 结果：共入选18篇文章进入结果分析。复合支架是当前软骨组织工程中应用较多的支架,它是将具有互补特征的生物相容性可降解支架,按一定比例和方式组合,设计出结构与性能优化的复合支架。较单一支架材料具有显著优越性,具有更好的生物相容性和一定强度的韧性,较好的孔隙和机械强度。复合支架的制备不仅包括同一类生物材料的复合,还包括不同类别生物材料之间的交叉复合。可分为纯天然支架材料、纯人工支架材料以及天然与人工支架材料的复合等3类。 结论：复合支架使生物材料具有互补特性,一定程度上满足了理想生物支架材料应具有的综合特点,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,如不同材料的复合比例、复合工艺等。     

不同生物支架材料修复骨缺损的性能与评价

目的:评价不同生物材料修复骨缺损的性能与效果,寻找适合生物材料以利于临床应用。方法:以"生物材料,骨缺损,骨髓基质干细胞,细胞因子,组织工程"为中文关键词,以"biological materials,bone defect,bone marrowstroma lcells,Cytokine,tissue engineering"为英文关键词,采用计算机检索1995-01/2010-01相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程骨缺损修复相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以22篇文献为主重点讨论了骨缺损修复生物材料及其性能。结果:目前骨组织工程支架材料主要有两类:一类是天然生物衍生材料,由天然生物组织经一系列理化方法处理而得,如胶原、珊瑚、生物衍生骨等。另一类是人工合成材料,主要为生物陶瓷和高分子材料,如钙磷陶瓷、自固化磷酸钙、聚乳酸、聚乙内酯,聚乙烯乙二醇等。目前,单一的材料,无论是生物陶瓷还是高分子(天然或人工合成),都不能满足骨组织修复的要求,因而复合支架材料的研究备受瞩目。如纳米羟基磷灰石与胶原、羟基磷灰石与磷酸三钙、羟基磷灰石与聚乳酸-聚羟乙酸复合等。结论:复合支架材料能保证足够的强度而且能有效结合种子细胞和生长因子,有利于组织工程骨的构建。     

运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性

背景：骨软骨支架是用于承载细胞,供细胞黏附、生长、增殖、分化的载体。 目的：总结运动性关节软骨缺损支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物相容性。 方法：以“关节软骨,生物材料,工程软骨,支架材料,生物相容性”为中文关键词,以“ tissue enginneering ,articular cartilage,scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索维普数据库、PubMed数据库1993-01/2010-11相关文章。纳入与有关修复关节软骨损伤、生物材料、支架材料、生物相容性等相关的文章。以20篇文献为重点对运动性关节软骨缺损修复用的生物材料的生物相容性进行了讨论。 结果与结论：天然软骨支架材料因其具有细胞识别信号,故生物相容性好,细胞黏附率高,但力学性能较差。有些人工合成材料生物相容性不理想、亲水性差、对细胞吸附不足,人工合成高分子聚合物生物相容性良好。复合支架利用不同生物材料的优点克制材料的局限性制备理想的复合支架,其混合比例、混合技术还有待进一步研究。目前尚无一种材料完全满足组织工程的要,通过材料制备技术的改进或将几种不同材料的复合,材料的性能会不断的提高。     

组织工程研究的新策略-组织诱导性生物材料

长期以来组织工程研究主要手段是原代细胞分离和培养(种子细胞),将细胞种植到支架材料上,在体外静态或动态(生物反应器)培养这种细胞/支架复合物,最后进行体内移植实验或应用。多年来的研究表明,这种手段依赖于自体细胞,耗时,费用昂贵,组织工程产品的生物功能不理想,而且很难实现临床推广应用。近几年生物材料科学家提出了组织诱导性生物材料的新概念。基于对材料的微观孔结构设计、化学修饰和复合生物活性分子,赋予材料诱导组织再生的活性,使组织再生和修复在体内完成。由此产生体内组织工程和组织诱导性生物材料等概念。这正在成为组织工程研究的发展方向。本文在调研最近三年相关论文的基础上,对组织诱导性材料的研究进展进行了简要综述。     

不同类型生物材料的心脏瓣膜应用及安全性评价

背景:组织工程心脏瓣膜是应用工程学和生命科学的原理和方法构建具有生理功能和生物活性的瓣膜替代物,但仍处于动物实验阶段。 目的：总结常用的组织工程心脏瓣膜,对不同类型生物材料的心脏瓣膜应用的安全性进行评价。 方法：以“生物材料,心脏瓣膜,支架材料,综述文献,组织工程”为中文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-12相关文章。纳入与生物材料与组织工程心脏瓣膜研究相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。 结果与结论：共纳入生物材料与组织工程心脏瓣膜研究相关文献20篇。天然支架材料因其优越的生物相容性和三维空间构象,具有其他材料不可比拟的仿生性。合成可降解高分子材料具有良好的可控性和力学性能也备受研究者青睐,而将天然材料和高分子材料融合一体构建的复合支架材料为组织工程心脏瓣膜的研究提供了新的策略和方向,具有广阔的应用前景。     

周围神经损伤修复及功能恢复评价

目的：评价修复周围神经缺损的各种生物型人工材料的性能、应用以及功能恢复评定方法,寻找适宜的周围神经替代物。 方法：以“神经导管,周围神经损伤修复,生物材料,许旺细胞”为关键词,采用计算机检索2004-01/2010-11相关文章。纳入与生物材料以及组织工程神经相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以28篇文献为主,重点讨论周围神经修复生物型人工材料的种类、性能以及适宜的功能恢复评定方法。 结果：以脱细胞神经基质以及人工合成可降解材料为主体的复合型生物工程材料可作为较理想的支架材料应用于周围神经组织工程。脱细胞神经支架解决了自体神经来源受限、移植物排斥反应等问题,韧性与可塑性接近自体神经,微环境更利于周围神经再生。人工合成可降解材料具有生物降解、可塑性、一定的通透性等优势,且已有商品化成品出现。若将上述材料分别合理构建复合材料,有可能得到性能良好的组织工程神经移植物。周围神经修复后功能恢复评定方法主要以大体与形态学观察、组织学、神经肌肉机能学评定为主,辅以分子生物学技术。各类评定方法的应用有利于筛选出最适宜的周围神经损伤修复材料与构建方案。 结论：周围神经损伤修复生物型人工材料研究发展迅速,但仍没有超越自体神经移植的支架材料。脱细胞神经基质以及人工合成可降解材料复合构建支架可作为较好的周围神经支架,但仍需要与种子细胞、神经营养因子等联合构建,以取得良好的促进再生效果。当前,对周围神经损伤修复效果的评定更加注重于神经肌肉功能的恢复,迫切需要筛选出最佳的修复材料以及构建方案以满足组织工程神经移植以及功能康复的要求,达到对周围神经损伤后形态、结构修复与功能重建的目的。     

几丁聚糖在组织工程中的应用

支架材料作为组织工程的生物学植入替代物,对细胞移植与引导新组织生长有重要的作用.几丁聚糖可制成无毒性、无刺激性、生物相容性和生物可降解性良好的生物医用材料,在人工皮肤、骨修复材料、手术缝线等方面已广泛应用.本文分析了纯几丁聚糖支架结构和它与其他天然或合成材料复合后的支架结构的物理、化学性质及其独特的生物学功能,同时还进一步介绍了其应用的范例并探讨了发展前景.     

组织工程韧带支架材料的选择及其生物相容性

目的:总结修复韧带损伤的主要生物材料及研究进展,强调韧带的损伤类型,评价修复运动性韧带损伤中所应用的组织工程韧带支架的各种生物材料的性能和应用,寻找合理的组织工程韧带支架材料。方法:由第一作者采用电子检索的方式,在PubMed数据库及万方数据库中检索1999-01/2010-07有关生物材料应用于组织工程韧带支架的研究文章,中文关键词为"重建韧带,生物材料,人工韧带,组织工程,支架材料";英文关键词为"cruciate ligamen,LARS artificial ligament,ligament reconstruction"。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入19篇文献进行评价。结果:论述了组织工程支架材料的选择及其生物相容性,虽然目前的研究取得了较大的进步,但仅处在起步阶段,距离大规模的临床应用还很远。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,尚未应用至临床,因此改进他们作为支架材料的性能是目前研究的主要方向之一。     

不同组织工程材料在神经损伤修复中的应用与比较

目的:评价组织工程修复神经损伤过程中各种生物材料的性能和应用,寻找生物相容性良好的代替材料。方法:以"组织工程;神经损伤;修复;生物材料,神经细胞;胶原蛋白"为中文关键词;以:"tissue engineering,nerve injury,repair,biological material,collagen protein"为英文关键词,采用计算机检索2006-01/2010-06相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程神经相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以30篇文献为主重点进行了讨论组织工程神经修复材料的种类及其性能。结果:虽然自体组织材料修复神经缺损效果良好,但其来源有限。同种异体或异种异体材料可扩大材料来源,但是免疫反应会影响其修复神经缺损的效果。不可降解材料往往存在具有毒性、可导致异物反应、阻碍神经生长或者压迫再生组织等缺点,常需二次手术取出,而可降解材料则能克服上述不足。但却存在亲水性不足、细胞黏附力较弱、引起无菌性炎症、机械强度不足等缺点。结论:组织工程神经支架材料近年来发展迅速,到目前为止,还没有发现一种很理想的支架材料。虽然现在天然生物材料成为研究的热点,但是物理机械性能并不能很好地符合支架要求,这就迫切需要新材料的出现,来更好地满足神经支架的要求,达到修复和重建的目的。     

骨组织工程支架材料修复骨缺损的特性

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。     

不同材料构建组织工程化血管支架:特点与效应

目的:评价组织工程血管支架材料的性能和应用前景。方法:以"组织工程,组织工程血管,干细胞,细胞因子,支架材料为中文关键词;以:"tissue engineering,tissue engineering blood vessel,intravascular stent"为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程血管相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以30篇文献为主重点讨论了组织工程血管材料的种类及其性能。结果:血管脱细胞基质可作为一种较理想的支架材料应用于血管组织工程。基于纤维蛋白制成的支架,不但具有理想的生物相容性、生物降解性和较高的亲和性,而且能促进血管生成、组织修复。明胶无抗原性,生物相容性好,可完全生物降解,可以实现支架自身的"血管化"。天然生物材料和合成高分子材料都存在一定不足,将两者按照一定的方法组合构建成一种复合基质,发挥两者各自的优势构建出性能良好的组织工程化血管。纳米修饰技术有望被应用于下一代组织工程化血管移植。结论:组织工程血管近年来发展迅速,到目前为止,还没有发现一种很理想的血管支架材料。虽然现在天然生物材料成为研究的热点,但是物理机械性能并不能很好地符合支架要求,这就迫切需要新材料的出现,来更好的满足组织化血管支架的要求,达到修复和重建的目的。     

不同支架材料构建组织工程化肌腱在运动性损伤的应用

目的:评价不同支架材料构建组织工程化肌腱的组织相容性存在问题和应用前景。方法:以"支架材料,组织工程,肌腱,组织相容性"为中文关键词;以"support material;tissue engineering muscle tendon,tissue consistence"为英文关键词,采用计算机检索1994-01/2010-03相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程肌腱相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以32篇文献为主重点进行了讨论不同支架材料构建组织工程化肌腱的组织相容性存在问题和应用前景。结果:体外构建组织工程肌健时肌健细胞合成胶原能力最强,在现有条件下是体外构建组织工程肌腱的最佳种子细胞。而在材料方面,壳聚糖/聚乳酸羟基乙酸乳化膜是一种较理想的组织工程肌腱材料。应用组织工程技术在体外可以构建肌腱组织,施加周期性的应力可能更有利于肌腱组织的形成。结论:目前对于肌腱的组织工程研究主要集中在两方面,一是肌腱细胞的来源,二是生物支架材料的研究。目前的研究方向是以多种材料结合,并采用多种编织方法,使支架材料在具有良好生物相容性的同时,还能控制其降解速度,在支架降解的同时肌腱细胞增殖分化,并逐渐具有预想的生物力学性能,最终形成肌腱组织。     

微孔在组织工程替代物中的形成及作用

支架材料的研究是组织工程的基础，可以为组织细胞提供三维支架环境，有利于细胞的黏附、增殖和分化。组织工程生物皮肤替代物移植作为永久性皮肤替代物是多年来研究的重点。多孔支架作为一种与细胞相互作用促使组织合成的三维结构，在组织工程中已有广泛的研究和临床应用。一种合适的生物活性支架必须有以下的特性：产品本身及代谢产物必须有生物相容性；有一定的降解速率；     

脱细胞组织基质材料构建组织工程血管支架的特点与效应

目的:评价组织工程血管支架材料的特性和发展前景。方法:以"组织工程,组织工程血管,支架材料"为关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程血管相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以26篇文献为主重点讨论了组织工程血管材料的种类及其性能。结果:血管脱细胞基质可作为一种较理想的支架材料应用于血管组织工程。纤维蛋白制成的支架,不但具有理想的生物相容性、生物降解性和较高的亲和性,而且能促进血管生成、组织修复。明胶无抗原性,生物相容性好,可完全生物降解,可以实现支架自身的"血管化",但机械性强度低。天然生物材料和合成高分子材料都存在一定不足,将两者按照一定的方法组合构建成一种复合基质,发挥两者各自的优势构建出性能良好的组织工程化血管。纳米修饰技术有望被应用于下一代组织工程化血管移植。结论:近年来组织工程血管发展迅速,但到目前为止,还没有发现一种很理想的血管支架材料。天然生物材料成为目前研究的热点,但是物理机械性能并不能很好地符合血管支架要求,这就迫切希望新材料的出现,来更好的满足组织化血管支架的要求,达到修复和重建的目的。     

肌腱组织工程中三维支架材料性能及其力学特性

目的:总结近年组织工程肌腱支架材料及组织工程技术修复肌腱缺损的研究进展。方法:以"组织工程,肌腱支架材料,力学特性,肌腱移植"为中文关键词,"Tissue Engineering,tendon,Scaffold"为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与组织工程肌腱力学性能及组织工程化肌腱的实验研究与临床应用相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以24篇文献为主,重点对一下4个问题进行了讨论:①肌腱组织工程的研究进展。②组织工程肌腱支架材料的生物力学分析。③生物材料在肌腱组织工程中的应用。④组织工程技术在修复肌腱缺损的临床应用。结果:目前,肌腱组织工程研究的支架材料主要有天然高分子材料和合成高分子材料两大类。肌腱支架材料的制备和选择思路主要有两条:一是利用人工合成材料制造具有优异性能及结构的仿生材料;另一条是利用天然细胞外基质材料经处理后制备成天然衍生支架材料,利用生物组织原有生物结构特性构建组织工程化肌腱。组织工程化肌腱的构建必须模拟体内三维物理环境,采用微机控制步进电机对肌腱细胞-基质复合三维支架施以动态应变力,明显提高了肌腱细胞的增殖速率和胶原分泌量,且可牵引肌腱细胞沿应力方向延展。结论:目前,实验提供的物理刺激也相对单一,模拟体内三维物理环境构建人工肌腱的技术和设备需要进一步研究和完善。要真正实现体外预制有生命的种植体完全替代体组织和器官功能,还有许多问题有待进一步的研究和解决。     

天然组织工程皮肤支架材料的分类及其免疫原性研究现状

组织工程皮肤是组织工程研究最为成熟的一个领域,其核心内容是构建一种支持细胞生长的三维支架,与角质形成细胞和／或成纤维细胞进行体外复合培养,形成可用于创面覆盖与修复的皮肤等同物。其中支架材料为种子细胞提供了黏附、迁移、增生和分化的空间环境,在组织工程皮肤的构建中起着重要作用。组织工程皮肤支架材料包括人工合成组织工程皮肤支架材料（简称人工合成支架材料）和天然组织工程皮肤支架材料（简称天然支架材料）两大类。