组织工程软骨研究中各种生长因子的协同作用和最佳效应

组织工程技术的核心是将种子细胞接种到三维立体支架上,形成两者的复合体,复合体在体外培育一段时间后,进行体内移植以进行受损组织或器官的修复和替换。近年来的研究发现,生长因子对细胞的生长、增殖以及组织工程化人体组织的构建均有重要作用。这些生长因子可通过传输信号来调节细胞活动。但它们的半衰期很短,可是通过生长因子与生物材料结合则可以延长这些因子的生物活性,并能控制其释放。目前,在合成性的支架材料中复合生物活性因子,已被认为是组织工程可能的应用方法之一。     

软骨组织工程与耳鼻咽喉组织工程软骨

组织工程的核心是建立有种子细胞和生物材料构成的三维空间复合体,复合体为种子细胞提供获取营养、气体交换,废物排泄和生长代谢的场所,随着种子细胞生长分化和生物材料的降解吸收,最终形成新的、能永久替代、具有与原组织或器官相同形态和功能的有生命力的生物体,也即组织和器官的再生。软骨由于其独特的组织结构和缺损修复应用的迫切性,成为当前组织工程研究的热点之一,已取得重要进展。     

软骨组织工程与耳鼻咽喉组织工程软骨

组织工程的核心是建立有种子细胞和生物材料构成的三维空间复合体，复合体为种子细胞提供获取营养、气体交换，废物排泄和生长代谢的场所，随着种子细胞生长分化和生物材料的降解吸收，最终形成新的、能永久替代、具有与原组织或器官相同形态和功能的有生命力的生物体，也即组织和器官的再生。软骨由于其独特的组织结构和缺损修复应用的迫切性，成为当前组织工程研究的热点之一，已取得重要进展。     

组织工程软骨生物材料特征与研究现状

组织工程支架材料是指能与组织活体细胞结合并能植入生物体的材料,是组织工程化组织的最基本构架。其最基本的特征是与活体细胞直接结合,同时必须具备细胞相容性和组织相容性,这是组织工程支架材料区别于其他功能材料的最重要特征。理想的支架材料应具备以下条件。①良好的组织相容性:材料应对种子细胞和邻近组织无免疫原性。②具有三维立体结构:材料必须是高度多孔的(孔隙率为80%以上、类似泡沫状),从而具有很大的内表面积,有利于细胞的植入和黏附,以及细胞营养成分的渗入和细胞代谢产物的排出。③生物可降解性和降解率:材料应是可吸收的,在组织形成过程中逐渐分解,从而不影响新形成组织的结构和功能。降解率应与组织生长率相适合。④良好的细胞界面:材料应具有良好的表面活性,有利于细胞的黏附,并为细胞在其表面生长、增殖、分泌基质提供良好的微环境。⑤可塑性和机械强度:材料可被加工成所需要的形状,并有一定的机械强度,在植入体内后的一定时间内仍可保持其形状,从而使新形成的组织具有一定的外形。组织工程的支架材料根据其来源分为天然生物材料和合成生物材料。     

软骨组织工程种子细胞来源的最新研究进展

耳、鼻、喉和气管主要由软骨构成，软骨组织工程技术的进展为这些器官的修复开辟了新的途径。软骨细胞是软骨组织工程修复重建的原动力。在体外培养过程中，随着传代次数的增多，软骨细胞容易失去表型，丧失形成软骨的能力。组织工程软骨形成的重要条件之一是必须获得大量的有功能和活力的种子细胞，因此寻求广泛的种子细胞来源是软骨组织工程修复首先需要解决的关键问题。理想的软骨种子细胞必须具备取材方便、体外有较强的繁殖和定向分化能力等优点。     

软骨组织工程中相关生长因子理论研究的最新资讯

背景:目前尚无理想的方法促进软骨的修复与再生.目的:就近年来软骨组织工程中相关细胞因子的研究进展做一综述.方法:以软骨,细胞因子,组织工程为中文检索词;以cartilage,cell factor,Tissue Engineering为英文检索词,检索Pubmed数据库和CHKD期刊全文数据库1997-01/2009-01与软骨组织工程中相关生长因子相关的文献,排除重复性研究,保留38篇文献做进一步分析.结果与结论:研究表明转化生长因子β、成纤维生长因子、胰岛素样生长因子、骨形态发生蛋白,以及近年发现的软骨源性形态发生蛋白等细胞因子对软骨修复有着非常重要的影响,这些因子介导了软骨修复的整个过程,能促进软骨细胞增殖分化和诱导细胞发挥功能.目前对细胞因子的研究多处于实验阶段,其在体内应用时可对其他组织产生分化、代谢和致突变作用,细胞因子临床应用的安全性还有待提高.     

软骨组织工程种子细胞的调控因素

研究软骨组织工程种子细胞生命活动的状况并使其大量扩增,是利用组织工程学修复软骨缺损的基础,但要使其分化为软骨细胞并维持正常表型则受到众多复杂因素的调控。综述细胞因子、应力、微重力及其他一些重要因素对软骨工程种子细胞的调控影响。     

软骨组织工程研究中的干细胞

近来,干细胞作为一种自体软骨细胞的替代物,在软骨组织工程中日益得到重视.骨髓源性干细胞在多种条件下均能表现出软骨形成的潜能.脂肪源性十细胞是一种从脂肪组织中分离获得成的纤维细胞样干细胞群,经体外一段时间培养后,获得稳定的扩增,其衰老的水平较低,在三维培养环境下可分化为软骨细胞.肌肉、滑膜和骨膜是骨髓和脂肪组织之外的用于软骨修复的其他干细胞源.人类胚胎干细胞和原代软骨细胞共培养,可以诱导软骨形成,但对其选择纯化较为困难,且胚胎十细胞具有致瘤性,临床使用尚存在伦理学问题.     

聚磷酸钙/左旋聚乳酸软骨组织工程支架复合材料的分析

背景用左旋聚乳酸(PLLA),聚羟基乙酸(PGA)等可降解吸收性高分子材料加工而成的纤维状支架材料和海绵状支架材料在软骨组织工程中已获得广泛应用.但这类支架材料存在着弹性模量低,受力时易变形,容易导致种子细胞损伤和降解吸收时间过长等缺陷.目的研制出可任意调控降解速率且具有良好力学性能、生物相溶性能和毒理学性能的聚磷酸钙(Calcium Polyphosphate,CPP)纤维,并用该纤维为增强材料研制软骨组织工程复合材料.设计以不同质量比例分组对照的实验研究.地点和对象实验在兰州交通大学材料工程研究所完成,基体材料选用PLLA(中科院化学所高分子合成室提供),增强材料选用自制CPP纤维.干预以高强度、高模量可设计降解速率的CPP纤维为增强材料,PLLA为基体材料,应用溶媒投放、颗粒滤取技术制备出CPP/PLLA软骨组织工程支架复合材料,测试了该支架复合材料的物理力学性能和体外37℃下Hank's人工降解液中的生物降解特性.主要观察指标物理力学性能,降解性能.结果CPP/PLLA支架复合材料具有三维连通、微孔、网状微观结构,微孔分布均匀,微孔尺寸为130～350μm,孔隙率90%;压缩模量随CPP纤维体积分数的增加而增加;降解速率随CPP纤维体积分数的增大而增大.结论CPP/PLLA支架复合材料的物理力学性能和体外降解性能在体外构建的组织化软骨的早期生物学性能基本满足软骨组织工程的要求,故可用作软骨组织工程支架材料.     

软骨缺损组织工程修复组织中细胞凋亡的初步研究

目的:了解采用自体软骨细胞和异体软骨细胞构建的工程软骨修复软骨缺损后,修复组织中是否存在细胞凋亡,以及凋亡细胞分布的区域。方法:以自体软骨细胞和异体软骨细胞作为“种子细胞”与聚乳酸(PLA)载体构建工程软骨,修复兔膝关节股骨髁关节软骨全层缺损,进行细胞凋亡原位观察(TUNEL法)。结果:采用自体软骨细胞和异体软骨细胞构建的工程软骨均可以较好地修复关节软骨的缺损,修复组织为类透明软骨组织,修复组织与受区软骨的交界区以及修复组织的深层均可见细胞凋亡,异体软骨细胞组织工程修复组的修复组织表层也可见细胞凋亡现象。结论:修复组织中的细胞凋亡可能与组织的退行性变及钙化有关。     

外源性软骨细胞在组织工程化软骨组织形成中的作用

目的：观察腺病毒介导的绿色荧光蛋白(green fluorescent protem，GFP)标记软骨组织工程种子细胞的可行性，探讨外源性软骨细胞在组织工程化软骨组织形成中的作用。方法：实验于2002-01／08在解放军第一军医大学实验室完成。腺病毒GFP表达载体以巨细胞病毒(CMV)为启动子转染体外培养软骨细胞作为种子细胞与poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)(PHBHH)复合后植入兔体内，术后一定时间取材，确定组织工程化组织的表型，观察GFP的表达。结果：以CMV为启动子的腺病毒GFP载体能有效转染体外培养软骨细胞，转染效率达53．66％。携带GFP的软骨细胞作为软骨组织工程种子细胞，6周和12周形成的组织工程化组织中检测到GFP表达，经苏木精一伊红染色、免疫组织化学检查和特殊染色确定获取的组织为软骨组织，且与未转染软骨细胞形成的组织工程化软骨组织形态学一致。结论：腺病毒介导的GFP能有效转染体外培养软骨细胞，外源性软骨细胞是体内组织工程化软骨组织形成的源细胞。     

软骨组织工程研究中的刺激因子

组织工程中刺激因子的作用是诱导、加速或,和增强软骨形成.生长因子与其添加物加入体外培养介质中或加入支架中体内递送以控制细胞分化和组织形成.目前,许多生长因子以及其他可溶性因子如透明质酸、硫酸软骨素和胰岛素已开始被单一地或协同地应用于软骨组织工程,其作用效果依赖于细胞的类型和培养条件.基因治疗利用过分表达的生物活性分子作用于细胞是另一种局部转导的方法.另一种刺激因子是调节负载方式的机械信号,如流体静压和动态压力或通过生物反应器.目前应用于软骨组织工程中的生物反应器包括:平行平板生物反应器、旋转壁式生物反应器以及同轴圆柱生物反应器.生物反应器可以提高营养传输能力,提供流体动力环境,施加液诱导剪应力,进而促进软骨特异性基质蛋白的合成.     

软骨组织工程研究中细胞源-软骨细胞和成纤维细胞

目前关节软骨仍是供软骨修复的主要软骨细胞来源,但获得关节面软骨本身是一种有创操作,且细胞的低产量,低有丝分裂率,低生物活性进一步限制了关节软骨作为供体细胞来源的实际临床应用.体内其他作为自体软骨细胞源包括耳骨、鼻中隔、肋软骨、颞颌关节髁突软骨等,而不同的软骨源具有不同的结构、组成和功能,产生具有不同生化、物理和生物力学特性的细胞及细胞外基质.目前用于软骨再生的软骨细胞主要来源于幼稚动物,这些刚出生的和幼体动物的软骨细胞较年老供体的软骨细胞增殖率高,形成软骨的潜能较强.皮肤可为组织工程提供一种侵袭性小、来源丰富的成纤维细胞源.将成纤维细胞直接置于软骨缺损的聚乳酸网格会导致纤维组织增生,然而在恰当的培养条件下,成纤维细胞可以被诱导向软骨细胞表型转化.     

骨形成蛋白在牙组织工程中的应用

目的生长因子是能够诱导和刺激细胞增殖、维持细胞存活等生物效应的蛋白类物质，对细胞增殖、组织或器官的修复和再生都具有促进作用，分析骨形成蛋白在牙及颌面部组织工程中的应用情况。方法应用计算机检索PUBMED 2000-01／2005-01期间的相关文章，检索词为“bone morphogenetic protein”，并限定文章语言种类为英文。同时计算机检索万方数据库20010—01／2005-01期间的相关文章，检索词为“骨形成蛋白”，并限定文章语言种类为中文。对资料进行初审，并查看每篇文献后的引文。纳入标准：文章所述内容应与骨形成蛋白的研究相关。排除标准：重复研究或Meta分析类文章。结果共收集到161篇相关文献，37篇文献符合纳入标准，排除的124篇文献中是由于内容陈旧或重复。形态发生素在上皮细胞与间充质细胞相互作用时被分泌在细胞外基质中调控发育过程，在组织发生、形成、发育和细胞分化过程中有充分和反复地表达，而骨形成蛋白在成人牙组织再生中具有重要意义。结论尽管目前在牙形成和再生的分子机制的研究上取得了一些进展，但是在牙及颌面部组织工程中应用，还处于早期阶段。而且网络协同作用是生长因子的生物学功能的特点，以此为基础深入研究骨形成蛋白与其他生长因子在组织器官发生、发育及形成过程中的协同作用，是口腔颌面部组织工程领域的一个重要方向。     

软骨组织工程载体材料的研究与进展

随着组织工程技术的兴起,利用组织工程的方法和手段修复软骨缺损成为一种新的治疗模式,其中寻找一种合适的软骨细胞载体则足当前软骨组织工程研究的焦点之一.文章从人工合成的可降解性聚合物和天然的细胞外基质替代物(天然高分子聚合物)两方面的进展做一综述,总结了各种载体的优缺点.     

与软骨损伤修复有关的生长因子与基因治疗技术

软骨修复是一个极其复杂的过程,生长因子是软骨组织工程的重要工具,参与软骨细胞的增殖、分化和基质代谢活动,同时作为信号物质参与软骨修复的调节,在软骨修复的过程中起重要的促进作用.体外软骨细胞培养过程中软骨细胞表型的丧失以及植入体内后局部缺乏生长因子均影响软骨缺损的修复 ,通过基因转导技术修饰的软骨细胞既能够促进损伤软骨细胞的修复和增殖分化,又可以在体内软骨再生过程中持续、高效地在局部分泌生长因子,提高修复质量.     

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     

组织工程软骨研究进展

软骨的修复和再生能力较弱,各种原因引起较大范围软骨缺损的修复仍是目前临床难题之一。组织工程软骨的发展为解决这一难题带来了希望。它主要包括四个方面的研究内容,即种子细胞、生物支架材料、调节种子细胞的分化增殖,并维持其表型的生物因子和模拟体内微环境的细胞培养系统。     

组织工程软骨生物支架材料研究新进展

目的:软骨组织损伤后自身修复能力有限,组织工程学使得关节软骨的生物学替代物即人工软骨显示出美好的前景。软骨生物支架材料为组织工程的重要一环,探讨软骨生物支架材料的研究进展对构建人工软骨具有重大意义。资料来源:应用计算机检索PubMed数据库2003-01/2006-12有关组织工程软骨生物支架材料的文章,检索词“articular,tissue engineering,scaffold”,限定文章语言种类为English。同时计算机检索中文期刊全文数据库2003-01/2006-12期间的相关文章,检索词“软骨、组织工程,支架”,限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,选取符合研究要求的有关文章找全文。纳入标准:文章所述的内容应与组织工程软骨生物支架材料研究相关。排除标准:重复或类似的同一研究、Meta分析、综述文献。资料提炼:共收集到185篇相关文章,排除重复或类似的同一研究、综述,30篇符合研究要求。资料综合:人工软骨生物支架材料按其来源可分为:天然生物材料、人工合成高分子材料和复合材料。①天然生物材料生物相容性、细胞黏附性好,亲水性强,但力学强度差、吸收过快,而且难以大批量生产。②人工合成高分子材料具有可控降解速度、力学强度好、易于塑形,但亲水性不够,对细胞的黏附性较弱以及有免疫反应、排斥反应等。③复合材料即将两种或两种以上具有互补特征的生物相容性可降解材料,按一定比例和方式组合,可设计出结构与性能优化的三维材料,以弥补单用人工合成或天然生物材料的缺陷,提高支架的整体性能。复合材料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。结论:通过对支架材料进行表面修饰、采用新型构建技术以及利用天然和合成材料的各自优势联合应用,进行多材料复合,以研制出具有生物相容性好、力学适应能力强的复合材料、仿生材料、智能材料将是近年来人工软骨生物支架材料的主要研究方向。     

组织工程软骨生物材料特征与研究现状

组织工程支架材料是指能与组织活体细胞结合并能植入生物体的材料，是组织工程化组织的最基本构架。其最基本的特征是与活体细胞直接结合，同时必须具备细胞相容性和组织相容性，这是组织工程支架材料区别于其他功能材料的最重要特征。理想的支架材料应具备以下条件。①良好的组织相容性：材料应对种子细胞和邻近组织无免疫原性。②具有三维立体结构：材料必须是高度多孔的(孔隙率为80％以上、类似泡沫状)，从而具有很大的内表面积，有利于细胞的植入和黏附，以及细胞营养成分的渗入和细胞代谢产物的排出。③生物可降解性和降解率：材料应是可吸收的，在组织形成过程中逐渐分解，从而不影响新形成组织的结构和功能。降解率应与组织生长率相适合。④良好的细胞界面：材料应具有良好的表面活性，有利于细胞的黏附，并为细胞在其表面生长、增殖、分泌基质提供良好的微环境。⑤可塑性和机械强度：材料可被加工成所需要的形状，并有一定的机械强度，在植入体内后的一定时间内仍可保持其形状。从而使新形成的组织具有一定的外形。组织工程的支架材料根据其来源分为天然生物材料和合成生物材料。