组织工程化血管构架及构建环境相关研究与进展

目的:介绍组织工程血管的支架材料设计、种子细胞的选择及体外动态培养系统的应用现状及进展。资料来源:应用计算机检索PUBMED 1996/2007与组织工程化血管相关的文章,检索词“tissue engineering,vascular,scaffold,seed cell,bioreactor”,限定文献语种为“English”;同时检索万方数据库2000/2007相关文章,检索词“组织工程,血管,支架材料,种子细胞,生物反应器”,限定文献语种为中文。资料选择:共检索到相关文献200余条,选择与组织工程血管构建、组织工程血管支架材料及其生物相容性研究、种子细胞选择相关的文章,无论观察对象为人或动物、无论是否有对照组均纳入,排除综述和重复文献。资料提炼:根据以上标准共纳入30篇进行综述。其中12篇陈述了血管构架材料,12篇介绍种子细胞选择,8篇论述了构建环境对组织工程血管的影响。资料综合:①根据血管构架的来源和性能,可分为天然生物生材料和人工合成材料,因为2种材料均有其缺陷,目前已有研究将天然材料的重要氨基酸序列接在合成聚合物的表面,形成复合生物材料以克服两种材料各自的缺陷。②选取种子细胞的一种途径是从组织活检中直接捕获成熟的血管壁细胞,来源包括自体的非必须大血管壁细胞及微血管壁细胞;另一种途径就是通过构建具有自我更新、多向繁殖分化能力的干细胞工程来获得相应的种子细胞。③组织工程血管的培养环境应尽可能模仿生物体内血管生发的环境条件。结论:到目前为止,组织工程血管的研究主体仍处于实验阶段,现有的临床应用仅仅是少量的尝试性探索。只有从应力与生长关系出发,摸索出能够成功诱导分化成血管壁细胞的干细胞系,在体外完全模拟出新生血管的相同环境,并解决体内移植的组织相容性等问题,才能形成可生长性、可塑形性和高度顺应性的组织工程血管。     

神经组织工程生物支架材料的应用现状

学术背景:开发具有一定的生物学活性,能促进干细胞的增殖分化,组织再生的各类新型的复合材料、仿生材料、生物活性材料及智能型材料,是组织工程材料的研究方向.目的:总结神经组织工程生物支架材料应用研究进展. 检索策略:由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed和维普信息资源系统V6.32数据库2001-01/2007-06的相关文献,检索词:"神经组织工程"和"tissue engineering,neural,neural stem cells,Schwann cell,biomedical materials,scaffold",并限定文章语言种类为English.共检索到123篇文献,对资料进行初审,纳入标准:①与组织工程修复神经研究方面密切相关.②同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章.排除标准:重复性研究.文献评价:文献的来源主要是神经组织工程生物支架材料的基础研究,包括其来源、理化特性、与神经干细胞、雪旺细胞相容性检测.所选用的36篇文献中,6篇为综述、述评、讲座,其余为基础实验研究.资料综合:①神经损伤后的再生与修复,目前的研究并没有取得具有临床意义的突破.随着成体神经干细胞的发现、材料技术和细胞培养技术的发展,组织工程学方法为神经损伤的治疗带来了希望.②生物支架是对细胞外基质结构和功能的仿生,起到细胞外基质替代物的重要作用,寻找再生能力强的种子细胞和适合细胞生存的生物材料为组织工程的核心研究内容.③研究表明,神经组织工程支架材料来源广泛,明胶、胶原、聚乳酸杂化材料、壳聚糖及脱细胞细胞外基质等均具有生物相容性和安全性,理化性能稳定,在组织工程中有非常好的应用前景.④在神经组织工程生物支架研究方面仍然存在着许多尚未阐明和解决的问题.加强基础性问题的探索,系统地阐明组织工程化组织形成、成熟及体内转归过程中的一系列重要基础科学问题和内在机制,这对优化组织构建技术,加速组织工程技术的临床应用与产业化发展具有重要意义,必将成为今后研究的热点.结论:神经组织工程生物支架研究已取得了一定的进展,但仍然存在着许多尚待解决的问题.     

组织工程皮肤支架材料和种子细胞的研究进展

目的:综述近年来国内外组织工程皮肤种子细胞和支架材料方面的研究进展,介绍了用静电纺丝法制备新型三维纳米纤维支架材料的研究进展及其在组织工程皮肤中的应用前景.资料来源:检索人为第一作者,检索文献时限为1992/2009.检索数据库为CNKI数字图书馆全文数据库,Sciericedirect数据库,I.S.I数据库.中文检索关键词为"组织工程皮肤,创伤修复,种子细胞,支架,静电纺丝".英文检索关键词为"tissue-engineering,skin,wound healing,seed cell,scaffold,electrospunning".资料选择:近年来对皮肤组织工程的研究起着重大影响,以及开启和引领新的方向的重要研究成果.结局评价指标:①与组织工程材料治疗皮肤损伤相关的文章.②与组织工程种子细胞和支架材料相关的文章.③与静电纺丝相关的文章.结果:利用皮肤干细胞的增殖分化特性制备人工皮肤是目前重要的研究方向,较受关注的研究有表皮干细胞、骨髓间充质干细胞、毛囊干细胞和脂肪干细胞等.对于组织工程来说,如何制备出满足应用的细胞对支架的力学性能、物理结构及生物相容性等方面的要求无疑又是一个至关重要的难题.支架材料主要可分为微米级多孔支架材料与纳米纤维支架材料.静电纺丝法是近年来兴起的一种能快速、简便制备纳米纤维支架材料的方法,利用电纺技术制备的支架材料孔隙率高,孔道连通性好,有利于维持创面血运和氧气交换,可有效防止创面水分和蛋白质的流失.结论:组织工程皮肤研究是再生医学的重要组成部分,种子细胞和支架材料基材是其最核心的问题.随着生命科学、纳米技术和计算机技术的不断发展和相互融合,对种子细胞之间相互影响、相互调节机制的研究,以及支架材料的构建和性能研究取得了很大进展.     

骨组织工程研究中移植免疫的若干问题

目的:探讨骨组织工程中移植免疫研究进展。资料来源:应用计算机检索美国NCBI Pubmed数据库1998-01/2006-01关于骨组织工程中移植免疫研究的文章,主要检索主题词包括“bone tissue engineering,scaffold,antigen,immunity”,语言设为英语;检索2002-01/2006-01中文期刊相关文章,检索词为“骨组织工程,移植免疫,天然生物支架”。资料选择:选取报道骨组织工程中移植免疫研究的原创实验性文章。纳入标准:①具有原创性,论点论据可靠的实验文章。②观点明确,分析全面的文章。③文献主体内容与此课题联系紧密的文章。排除标准:实验设计不合理的文章及观点模糊的综述。质量评价主要考察资料的真实性、实施过程是否严密。资料提炼:共检索到关于骨组织工程中移植免疫研究的文献65篇,34篇文献符合纳入标准。资料综合:34篇文献分别说明了骨组织工程中支架材料、种子细胞及培养基的免疫原性,移植免疫的机制、降低移植免疫的对策等问题;分析了天然支架材料构象的保持、免疫原的消除、细胞黏附的关系等方面的影响因素。结果表明:①异种骨衍生支架材料的抗原性主要来自血管内皮组织及骨陷窝内的骨细胞;自体、同胎及同种异体或同种异基因细胞均可作为组织工程骨可靠的细胞来源,单纯异种成骨细胞不能作为组织工程骨的细胞来源。②异种细胞外基质材料移植的早期有明显的细胞反应,这些细胞主要为单核细胞,无特定的标志,未观察到浆细胞,Th1和Th2淋巴细胞介导宿主对异种细胞外基质材料免疫应答,引发宿主免疫排斥是暂时的或一过性的。③微囊具有较好的免疫隔离作用和生物相容性,免疫抑制剂可促进新骨形成,生物衍生骨经表面修饰后,支架材料表面性质、孔隙率及孔径均发生改变,有利于黏附、伸展及生长。结论:骨组织工程中天然支架材料、异体种子细胞及异种血清培养基均可带入异种抗原。Th1和Th2淋巴细胞介导宿主对异种细胞外基质材料免疫应答。引发宿主免疫排斥是暂时的或一过性的。免疫隔离、使用免疫抑制剂、改良细胞外基质材料均能减轻移植免疫。     

干细胞及神经导管支架修复神经缺损

背景:组织工程的发展为神经缺损的修复提供了可能,种子细胞与导管支架制成的复合体是构建组织工程神经的核心.目的:从干细胞的组织工程应用及构建具有良好生物相容性的导管支架材料角度,探索如何更好的修复神经损伤.方法:以"干细胞,神经损伤,修复,神经导管,神经支架材料"为中文关键词,以"stem cells,nerve damage,repair,nerve guide conduit material,scaffold materials,nerve tissue engineering"为英文关键词,采用计算机检索CNKI和Medline 数据库1996-01/2011-01 有关不同来源干细胞和导管支架材料修复神经缺损的相关文章,排除重复研究或Meta分析类文章,筛选纳入30 篇文献进行评价.结果与结论:移植神经干细胞可以在神经系统存活、增殖、迁移,在不同部位分化为相应的细胞,因此给神经修复领域带来新的希望.另外,随着生物材料的发展,神经导管材料修复神经缺损也取得了优良的效果,具有良好的应用前景.将神经干细胞复合导管可降解生物材料有望能更好的满足神经支架的要求,达到修复和重建的目的.     

软骨组织工程支架材料研究的现状

目的:总结和分析软骨组织工程支架材料的研究进展、现状及其发展趋势。资料来源:应用计算机检索Medline1996-01/2006-10关于软骨组织工程支架材料方面的文章。检索词“cartilagedefects,tissueengineering,scaffold”并限定文章的语言种类为English。同时利用计算机检索中国期刊全文数据库1996-01/2006-10的相关文章,限定文章语言种类为中文,检索词“组织工程、软骨损伤、支架材料”等。资料选择:对资料进行初审,纳入标准:①关于软骨组织工程材料研究的现状、研究进展及发展方向。②对具体研究的回顾调查研究。排除标准:重复性研究。资料提炼:共收集到符合上述要求的文献62篇,排除28篇重复性研究。34篇符合纳入标准。资料综合:在软骨组织工程中支架材料起着非常重要的作用,选择合适的载体是一个首先要解决的问题。在生物材料研制与开发过程中,应特别注重细胞与生物材料相互作用的研究,避免生物材料研究与种子细胞研究脱节。对材料进行生物或化学修饰的复合材料、纳米材料、仿生材料及智能材料等的研制与开发将是未来生物材料研究的重要内容。结论:选用软骨组织组织工程支架材料时,应充分考虑到无机材料、有机材料及自体骨材料的优缺点,通过表面改性提高材料的生物性能     

组织工程化气管研究：软骨及血供障碍的突破

背景：气管的损伤及缺损在临床上较为常见,临床上难以行气管的端端吻合,需要植入人工气管或组织工程化气管进行修补缺损及完善其功能.植入后组织工程化气管的再血管化、免疫排斥、感染、纤维瘢痕形成及功能恢复情况是目前的研究重点.目的：认识分析近年来国内外组织工程化气管构建过程中种子细胞、支架材料、软骨生成及血管化的研究进展及影响组织工程化气管生长的因素.方法：第一作者应用计算机检索2000年1月至2014年4月PubMed数据库、中国知网全文数据库及谷歌学术有关组织工程化气管的文章,以“Tissue engineering,Tracheal reconstruction,Trachea substitute,Scaffold revascularization,Seed cells,Transforming growth factor”为英文检索词,“组织工程,气管重建,气管替代物支架材料,再血管化,种子细胞,转化生长因子”为中文检索词.共检索到140余篇相关文献,45篇符合纳入标准.结果与结论：组织工程化气管是利用机体的活体组织或者种子干细胞在体外支架材料上进行扩增繁殖,植入病损气管,修补原气管缺损,或者在原位进行诱导缺损端的增殖分化,从而修补缺损并能达到一定功能的技术方法.组织工程化气管的主要影响因素包括种子干细胞、气管支架材料、软骨生成和促进组织工程化气管再生的血管因素及相关生长因子.     

软骨组织工程中支架材料的文献回顾

背景:目前报道的软骨组织工程支架材料,大体分为天然高分子材料、人工合成可降解材料、天然材料与合成高分子材料复合构造的新型生物材料和纳米材料4大类。目的:总结近年来国内外关于组织工程支架材料的文献,对其进行简要综述,并探讨目前存在的问题和应用前景。方法:由第一作者应用计算机检索PubMed数据库及中国期刊网全文数据库1997-01/2011-01有关软骨组织工程支架材料的文章,英文检索词为"natural polymer materials,synthetic materials,new biological materials,nanometer materials,scaffold materials,cartilage tissue engineering",中文检索词为"天然高分子材料,人工合成材料,新型生物材料,纳米材料,支架材料,软骨组织工程"。排除重复性研究,共保留33篇文献进行综述。结果与结论:软骨组织工程支架已由先前的单一材料逐渐向复合材料转变,其孔隙率更高、抗原性更低、组织相容性更好,软骨细胞的黏附及增殖更好。结合计算机辅助设计和三维打印快速成形技术,将生物可降解材料预制加工成精确形状,通过降解速率较慢的内支撑支架,维持材料支架的精确外形,研发具有一定机械强度、适当孔径和精确外观形状的可降解生物支架材料是未来的发展方向。     

干细胞及神经导管支架修复神经缺损

背景：组织工程的发展为神经缺损的修复提供了可能,种子细胞与导管支架制成的复合体是构建组织工程神经的核心。目的：从干细胞的组织工程应用及构建具有良好生物相容性的导管支架材料角度,探索如何更好的修复神经损伤。方法：以＂干细胞,神经损伤,修复,神经导管,神经支架材料＂为中文关键词,以＂stem cells,nerve damage,repair,nerve guide conduit material,scaffold materials,nerve tissue engineering＂为英文关键词,采用计算机检索CNKI和Medline数据库1996-01/2011-01有关不同来源干细胞和导管支架材料修复神经缺损的相关文章,排除重复研究或Meta分析类文章,筛选纳入30篇文献进行评价。结果与结论：移植神经干细胞可以在神经系统存活、增殖、迁移,在不同部位分化为相应的细胞,因此给神经修复领域带来新的希望。另外,随着生物材料的发展,神经导管材料修复神经缺损也取得了优良的效果,具有良好的应用前景。将神经干细胞复合导管可降解生物材料有望能更好的满足神经支架的要求,达到修复和重建的目的。     

组织工程肌腱材料修复肌腱损伤

目的:总结和分析组织工程肌腱研究进展,在此基础上进一步分析组织工程肌腱作为替代物对于肌腱损伤修复的可能性,以及对未来发展进行展望.方法:以"组织工程,种子细胞,肌腱,损伤修复,支架材料"为中文关键词,以"tissue engineering,seed cells,tendon,damage repair,scaffold"为英文关键词,应用计算机检索 1994-01/2009-12 Pubmed 数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及维普数据库(http://www.cqvip.com/)有关运动性肌腱损伤与组织工程肌腱的文献,排除重复研究或Meta分析类文章.共纳入25篇文献,重点对以下4个问题进行讨论:①运动性肌腱工程生物力学研究进展.②肌腱组织工程种子细胞的分类与筛选.③肌腱组织工程支架材料应具备的特点.④组织工程肌腱面临的问题与研究方向.结果:目前,在肌腱组织工程中研究的种子细胞有肌腱细胞、皮肤成纤维细胞和骨髓基质干细胞.标准种子细胞的难以确立一直制约着组织工程的发展,如何获得大规模、再生性的种子细胞是当前组织工程化肌腱研究面临的最为关键的问题.组织工程化人工肌腱修复缺损肌腱,与其他传统方法相比,主要具有以下优点:①所形成的肌腱组织有活力和功能,可对肌腱缺损进行形态修复和功能重建,并达到永久性替代.②以相对少量的肌腱细胞经体外培养扩增后,修复严重的肌腱缺损.⑨按缺损肌腱形态任意塑形,达到形态修复. 结论:组织工程肌腱要真正应用于临床,关键是如何模拟体内环境,在体外成功构建肌腱组织,因而在体外模拟体内环境进行组织工程的构建是未来的研究方向.