生物衍生骨在骨组织工程研究中的应用

支架材料的选取是骨组织工程研究的关键，生物衍生骨具有较好的生物相容性和材料界面，三维立体孔隙-网架合理，可塑性强，可降解，并具备一定的力学强度，兼备良好的骨传导及一定的骨诱导能力。可作为种子细胞的支架材料应用于骨组织工程研究。     

异种／异体骨衍生骨组织工程支架材料研究进展

支架材料是组织工程研究中的重要内容之一。本就用于骨组织工程中的异种／异体骨衍生骨支架材料的加工方法、材料的生物相容性和生物功能性进行了综述，并对需要进一步研究的内容进行了探讨。     

骨组织工程的支架材料

寻找理想的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一，本对用于骨组织工程支架材料的人工合成材料、天然生物衍生材料及两的复合材料的研究现状进行综述，并分析了这些材料的优缺点及骨组织支架材料今后尚待解决的问题和发展趋势。     

骨组织工程支架材料

目的寻找理想的支架材料，探讨目前骨组织工程研究的热点。方法本文对用于骨组织工程支架材抖的天然生物衍生材料、聚合物类材料、陶瓷材料及其复合材料等的研究现状进行综述。结果分析了这些材料的优缺点，并对骨组织工程支架材料发展趋势进行了展望。结论骨组织工程支架材料的研究甚多，进展也很快，但尚未找到一种理想的材料，还有很多的有待解决的问题。     

异种/异体骨衍生骨组织工程支架材料研究进展

支架材料是组织工程研究中的重要内容之一。本文就用于骨组织工程中的异种 /异体骨衍生骨支架材料的加工方法、材料的生物相容性和生物功能性进行了综述 ,并对需要进一步研究的内容进行了探讨     

PCL基复合骨组织工程支架研究现状及发展

三维骨组织工程支架已成为成骨研究领域的热点。聚己内酯(PCL)具有良好的生物相容性,在骨组织工程研究中被广泛应用于三维支架的制备。但纯PCL支架亲水性差、生物活性低,限制了其在生物医学领域的应用。随着骨组织工程材料研究的发展,大量研究者将PCL与各种无机物、金属元素或胶原等活性材料进行复合,以改善支架性能或引入新的性能。针对PCL基骨组织工程复合支架的材料选择,从PCL复合无机材料、PCL复合水凝胶材料、PCL复合金属元素、PCL复合小分子药物以及PCL复合生物活性分子等5个方面,对各类复合支架的性能及体内外成骨效果等方面进行综述,希望对PCL在骨组织工程中的研究及临床应用提供一定的帮助。     

生物衍生骨在骨组织工程研究中的应用

支架材料的选取是骨组织工程研究的关键 ,生物衍生骨具有较好的生物相容性和材料界面 ,三维立体孔隙 -网架合理 ,可塑性强 ,可降解 ,并具备一定的力学强度 ,兼备良好的骨传导及一定的骨诱导能力。可作为种子细胞的支架材料应用于骨组织工程研究。     

骨组织工程的支架材料

寻找理想的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一 ,本文对用于骨组织工程支架材料的人工合成材料、天然生物衍生材料及两者的复合材料的研究现状进行综述 ,并分析了这些材料的优缺点及骨组织工程支架材料今后尚待解决的问题和发展趋势。     

丝素蛋白生物硅化材料在骨组织工程学中的应用

制备可生物降解并具有骨再生功能的支架材料是骨组织工程当前研究的重点领域。丝素蛋白具备可用作骨组织工程支架材料的许多要素,其中通过仿生方式生物矿化制备的丝素蛋白/无机复合材料与单纯丝素相比,由于具有较好的生物相容性、生物力学性能、可生物降解性以及骨诱导和传导特性,展现出更好的应用前景。本文综述了近年丝素蛋白生物硅化制备新型骨组织工程材料的研究进展,并展望了丝素蛋白生物硅化今后的发展方向。     

生物支架材料促进骨髓间充质干细胞成骨分化的研究热点北大核心

背景:目前单一生物支架材料难以满足骨组织工程的成骨需要,骨髓间充质干细胞具有优良的成骨特点,复合支架材料及复合生长因子的支架具有更优良的成骨能力,是目前研究的热点。目的:对不同生物支架材料及其改型后促进骨髓间充质干细胞成骨分化进行综述。方法:由第一作者通过检索中国知网、万方、维普、PubMed、Embase数据库2014年1月至2020年7月发表的相关文献,检索词为"骨髓间充质干细胞,支架,成骨分化,羟基磷灰石,胶原,壳聚糖;Bone marrow mesenchymal stem cells,scaffold,osteogenic,hydroxyapatite,collagen,chitosan",最终选取符合标准的文献69篇。结果与结论:骨组织工程的飞速发展可有效解决骨缺损修复的难题,种子细胞和生物支架材料是骨组织工程的核心内容。骨髓间充质干细胞具有优良的成骨分化能力,被广泛应用于骨组织工程。将不同的支架材料复合,利用先进的制备工艺或者进行支架的表面修饰、添加生长因子等可充分结合各种生物支架材料的优点,诱导骨髓间充质干细胞的成骨分化和支架血管的形成,达到修复骨缺损的目的,是骨组织工程的研究热点。     

Diffusion in Musculoskeletal Tissue Engineering Scaffolds: Design Issues Related to Porosity,Permeability, Architecture,and Nutrient Mixing

The field of tissue engineering continues to advance with the discovery of new biomaterials, growth factors and scaffold fabrication techniques. However, for the ultimate success of a tissue engineered construct the issue of nutrient transport to the scaffold interior needs to be addressed. Often, the requirements for adequate nutrient supply are at odds with other scaffold design parameters such as mechanical properties as well as scaffold fabrication techniques, leading to incongruities in finding optimal solutions. The goal of this review article is to provide an overview of the various engineering design factors that promote movement of nutrients, waste and other biomolecules in scaffolds for musculoskeletal tissue engineering applications. The importance of diffusion in scaffolds and how it is influenced by porosity, permeability, architecture, and nutrient mixing has been emphasized. Methods for measuring porosity and permeability have also been outlined. The different types of biomaterials used, scaffold fabrication techniques implemented and the pore sizes/porosities obtained over the past 5 years have also been addressed.     

Fibrin: a versatile scaffold for tissue engineering applications

Tissue engineering combines cell and molecular biology with materials and mechanical engineering to replace damaged or diseased organs and tissues. Fibrin is a critical blood component responsible for hemostasis, which has been used extensively as a biopolymer scaffold in tissue engineering. In this review we summarize the latest developments in organ and tissue regeneration using fibrin as the scaffold material. Commercially available fibrinogen and thrombin are combined to form a fibrin hydrogel. The incorporation of bioactive peptides and growth factors via a heparin-binding delivery system improves the functionality of fibrin as a scaffold. New technologies such as inkjet printing and magnetically influenced self-assembly can alter the geometry of the fibrin structure into appropriate and predictable forms. Fibrin can be prepared from autologous plasma, and is available as glue or as engineered microbeads. Fibrin alone or in combination with other materials has been used as a biological scaffold for stem or primary cells to regenerate adipose tissue, bone, cardiac tissue, cartilage, liver, nervous tissue, ocular tissue, skin, tendons, and ligaments. Thus, fibrin is a versatile biopolymer, which shows a great potential in tissue regeneration and wound healing.     

透明质酸在骨组织工程研究中的应用现状

背景：用组织工程学方法促进骨组织再生,是近年来骨缺损修复的研究热点。支架材料是骨组织工程研究的重要内容。 目的：分析透明质酸作为骨组织工程支架材料的应用进展。 方法：对CNKI、PubMed数据库进行文献检索,以“透明质酸,骨”为中文检索词、“hyaluronic acid, bone“为英文检索词。提取文献进行透明质酸作为骨组织工程支架材料的应用研究的分析。分析了透明质酸的物理特性,透明质酸在骨组织工程中的应用,以及相关文献的发表情况。 结果与结论：透明质酸是一种重要的细胞外基质,透明质酸及其衍生物有优良的特性,是构建组织工程支架的优良材料,且可作为生长因子及细胞的输送载体。国家自然科学基金是资助透明质酸作为骨组织工程支架材料的应用的相关文献最多的基金,湖北中医学院、解放军总医院、广州中医药大学、华南理工大学发表相关文献较多。近年透明质酸在骨组织工程上的应用研究引起了越来越多的关注,但其临床研究较少。     

骨组织工程支架材料及其血管化的研究进程

背景：随着骨组织工程学技术的不断发展,利用组织工程骨修复大面积骨缺损成为当今研究的热点。 目的：介绍骨组织工程中的种子细胞、细胞因子、支架材料的特性及材料血管化情况。 方法：以“骨组织工程,支架材料,血管化”为中文关键词,以“bone tissue engineering,scafold,vascularization”为英文关键词,采用计算机检索2000年1月至2012年1月CNKI数据库和PubMed数据库相关文章,选择与骨组织工程学概述、支架材料和血管化方面相关的文章进行分析。 结果与结论：种子细胞的选择、细胞因子的应用、支架材料的性能及血管化程度均对组织工程骨成功修复骨损伤产生着重要影响。适宜的种子细胞是骨组织工程的研究基础,细胞因子是骨组织工程研究的催化剂,具有良好三维结构的支架材料对于促进细胞的生长增殖、组织长入、成骨方式和血管化等方面均有积极的促进作用。但每种支架材料都有其不足之处,所以可以通过将多种材料进行复合达到综合效应来满足临床需求。另外也要积极寻求新的材料制备工艺和对已有方法进行改进,以制造出更加优良的支架材料。但血管化仍然是骨组织工程要面对的重大考验。目前所应用的促进组织工程骨血管化的方法均存在一定缺陷,如利用生长因子促进血管化时,易造成代谢异常患者病情恶化等情况发生;利用显微外科技术促进组织工程骨血管化,易导致其他部位形成创伤和畸形,不利于患者的身体康复等。     

天然胶原半月板组织工程支架修复运动半月板损伤

背景：可吸收天然胶原支架材料是成熟和理想的半月板替代物。 目的：总结半月板组织工程学研究的现状。 方法：以“组织工程学、运动性半月板损伤、种子细胞、可吸收天然胶原、生物支架材料、应力刺激、力学因素”为中文关键词,以“Tissue engineering、Movement of the meniscus、Seed cells、Natural collagen can be absorbed、Biological scaffolds、Stress stimulation、Mechanical factor”为英文关键词,采用计算机检索PubMed数据库和维普数据库中1994年1月至2011年12月与运动性半月板损伤及半月板组织工程研究相关的文章。 结果与结论：目前的研究重点包括半月板损伤机制、可吸收天然胶原作为半月板组织工程支架的可行性分析、应力刺激、半月板恢复力学因素4个方面。研究表明半月板组织工程修复运动性半月板损伤具有良好的应用前景和广阔的使用空间,但在实际应用中,半月板组织工程支架的构建、细胞外基质复合材料的研究及其与组织的相容性,修复后组织工程半月板的应力刺激和所能承受的力学因素问题仍是半月板组织工程学方面的难点问题。     

Recent advances and current developments in tissue scaffolding

A bio-scaffold can be broadly termed as a structure used to substitute an organ either permanently or temporarily to restore functionality. The material that can be used varies with the application intended. Tissue engineering is one such application demanding certain requirements to be met before it is applied. One of the applications in tissue engineering is the tissue scaffold, which provides either a permanent or temporary support to the damaged tissues/organ until the functionalities are restored. A biomaterial can exhibit specific interactions with cells that will lead to stereotyped responses. The use of a particular material and morphology depends on various factors such as osteoinduction, osteoconduction, angiogenesis, growth rates of cells and degradation rate of the material in case of temporary scaffolds, etc. The current work reviews the state of art in tissue scaffolds and focuses on permanent scaffold materials and applications with a brief overview of temporary scaffold materials and their disadvantages.     

Osteoblast activity on collagen-GAG scaffolds is affected by collagen and GAG concentrations

Optimization of a tissue engineering scaffold for use in bone tissue engineering requires control of many factors such as pore size, porosity, permeability and, as this study shows, the composition of the matrix. The collagen-glycosaminoglycan (GAG) scaffold variants were fabricated by varying the collagen and GAG content of the scaffold. Scaffolds were seeded with MC3T3 osteoblasts and cultured for up to 7 days. During the culture period, osteoblastic activity was evaluated by measuring metabolic activity, cell number, and spatial distribution. Collagen and GAG concentrations both affected osteoblast viability, proliferation, and spatial distribution within the scaffold. Scaffolds containing 1% collagen (w/v) and 0.088% GAG (w/v) were found to have a porosity of approximately 99%, high cell metabolic activity and cell number, and good cell infiltration over the 7 days in culture. Taken together, these results indicate the need to tailor the parameters of a biological substrate for use in a specific tissue application, in this case bone tissue engineering.     

组织工程化口腔黏膜构建的研究现状

背景：口腔黏膜组织工程期待能解决自体黏膜修复组织来源不足的难题。 目的：综述组织工程化口腔黏膜的种子细胞的来源及选择、各种常见支架材料的优缺点及相关生长因子的研究进展。 方法：由第一作者以“tissue engineering of oral mucosa, seed cells, scaffold  material, growth factor”为检索词,检索PubMed数据库及Elsevier数据库2000-01/2011-12有关文章。 结果与结论：几种常见的口腔黏膜组织工程种子细胞在研究中都有较好的增殖或分化能力,脂肪干细胞与其他种子细胞相比具有更明显的优势,可作为一种较理想的种子细胞;各种常见的支架材料都有各自的优缺点,可以采用多种方式改善其性能;将一些关键的细胞因子运用到口腔黏膜组织工程中,能促进移植物血管化,加快伤口愈合过程。口腔黏膜组织工程将是在临床上能解决异体移植免疫排斥及传播疾病和自体黏膜修复组织来源不足等问题一种安全有效的修复方法。     

组织工程椎间盘纤维环的研究与进展

背景：组织工程是永久性修复退变椎间盘的新策略,然而髓核组织工程方法无法完整重建椎间盘的结构和功能,所以,相应的纤维环组织工程被认为是组织工程椎间盘治疗策略的主要限制因素之一。 目的：综述组织工程椎间盘纤维环的研究与进展,为组织工程椎间盘研究提供理论基础。 方法：由第一作者用计算机检索Pubmed、CNKI及维普数据库,限定时间为2000/2010,中英文检索词分别为“组织工程、椎间盘、纤维环、种子细胞、支架材料、生长因子”和“tissue engineering, intervertebral disc, annulus fibrosus, seed cell, scaffold, growth factor”,语言分别设定为中文和英文。从组织工程椎间盘纤维环的种子细胞来源,支架材料选择,生长因子3方面进行归纳介绍。 结果与结论：共检索到106篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,保留34篇文章进行综述。目前组织工程椎间盘研究重点在构建纤维环组织与髓核组织上。关于功能化纤维环的构建还处于起始阶段,种子细胞、支架材料以及生长因子的选取仍需进一步的实验研究。     

On scaffold designing for bone regeneration: A computational multiscale approach

Scaffold design for bone tissue engineering applications involves many parameters that directly influence the rate of bone tissue regeneration onto its microstructural surface. To improve scaffold functionality, increasing interest is being focused on in vitro and in vivo research in order to obtain the optimal scaffold design for a specific application. However, the evaluation of the effect of each specific scaffold parameter on tissue regeneration using these techniques requires costly protocols and long-term experiments. In this paper, we elucidate the effect of some scaffold parameters on bone tissue regeneration by means of a mathematically based approach. By virtue of in silico experiments, factors such as scaffold stiffness, porosity, resorption kinetics, pore size and pre-seeding are analyzed in a specific bone tissue application found in the literature. The model predicts the in vivo rate of bone formation within the scaffold, the scaffold degradation and the interaction between the implanted scaffold and the surrounding bone. Results show an increasing rate of bone regeneration with increasing scaffold stiffness, scaffold mean pore size and pre-seeding, whereas the collapse of the scaffold occurs for a faster biomaterial resorption kinetics. Requiring further experimental validation, the model can be useful for the assessment of scaffold design and for the analysis of scaffold parameters in tissue regeneration.