构建带内支撑组织工程睾丸假体的实验研究

目的探讨以医用多孔高密度聚乙烯(high-density polyethylene,HDPE,商品名为Medpor)为内支撑,外裹聚羟基乙酸(polyglycolic acid,PGA)的支架,接种软骨细胞后,于裸鼠体内构建组织工程睾丸假体的可行性及特点。方法取新生雌性长枫杂交仔猪1只,取四肢大关节表面软骨,制备密度为5×107/ml的软骨细胞悬液。将其接种于长短半径分别为6mm和4mm的Medpor,外裹2mm PGA的支架,体外培养2周。取4周龄BALB/C裸鼠10只,随机分为两组(n=5)。实验组:采用制备的细胞-支架复合物植入裸鼠背部皮下;对照组:采用Medpor-PGA复合支架植入裸鼠皮下。8周后处死裸鼠取材,行大体观察、组织学及免疫组织化学观察。结果大体观察:实验组标本形状与体积未发生变化,色泽及弹性与正常软骨相似,软骨与Medpor接合紧密;对照组无软骨形成,外包裹纤维样组织。实验组:HE染色见软骨内存在大量成熟的软骨陷窝,无血管长入,部分PGA尚未降解完全;甲苯胺蓝染色示细胞外基质具有异染特性;藏红花染色示基质中大量蛋白聚糖沉积;型胶原免疫组织化学染色呈强阳性表达。对照组:Medpor被大量富含血管的纤维组织包裹。结论利用Medpor与PGA复合的支架,接种软骨细胞后,可于体内构建出具有预构睾丸形态且组织学良好的Medpor-软骨复合体。     

膨体聚四氟乙烯（ePTFE）内支撑组织工程软骨的构建实验研究

目的：探讨骨髓间充质干细胞和软骨细胞混合培养体外构建ePTFE软骨复合体的可能性。方法：实验组：分离、获取、扩增兔骨髓间充质干细胞和软骨细胞,二者按7：3比例混和,接种到以膨体聚四氟乙烯（ePTFE）为内支撑外裹聚羟基乙酸（PGA）支架上,体外培养8周后,行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组织化学和生物化学检测。对照组：利用实验组支架单纯接种骨髓间充质干细胞行体外培养。结果：实验组：体外培养8周后形成形态良好的软骨样组织复合体,组织学可见成熟软骨陷窝、异染基质、Ⅱ型胶原表达阳性。对照组：无软骨形成。结论：兔骨髓间充质干细胞和软骨细胞混合培养,可以在体外构建出特定形状、结构组织学良好的ePTFE软骨复合体。     

以骨髓基质干细胞构建带内支撑的组织工程化软骨

目的 探讨构建特定形态带内支撑组织工程化软骨的医用假体的可能性.方法 以直径3 mm、长5 mm的圆柱状多孔高密度聚乙烯(Medpor)外裹厚1 mm的聚羟基乙酸为支架,将体外培养的骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs).按10×107/ml的细胞浓度均匀接种于支架,常规培养液培养5 d后,用含诱导因子的培养液立体诱导4周,同时以相同浓度的软骨细胞和BMSCs分别接种,常规体外培养4周作为阳性对照组和阴性对照组,分别种植于裸鼠皮下,4、8周后取材,行大体观察、组织学、组织化学、免疫组化及糖氨聚糖(GAG)定量等检测.结果 各组细胞均与材料粘附良好.实验组和阳性对照组均形成了大体形态良好的Medper-软骨复合体,内部的Medper与外层软骨结合紧密.组织学可见成熟软骨陷窝并渗入Medper孔隙内部、异染基质及Ⅱ型胶原表达,实验组GAG含量4、8周时分别为(5.13 ±0.32)mg/g、(5.37±0.12)mg/g.结论 以BMSCs作为种子细胞可于体内构建特定形态、组织学良好的Medpor-软骨复合体.     

兔再造阴茎模型内构建组织工程化阴茎假体的实验研究

目的 探讨于家兔再造阴茎模型内构建带内支撑组织工程化阴茎假体的可行性及其特点.方法 取成年兔耳软骨分离培养软骨细胞,制备以医用多孔高密度聚乙烯(HDPE)为内支撑,外裹聚羟基乙酸(PGA)的支架(直径3mm、长20mm柱状HDPE,外裹厚2 mm的PGA),细胞-支架复合物体外培养4周.以兔一侧腹壁浅血管为轴型血管的皮瓣形成再造阴茎模型,将经体外培养的细胞-支架复合物分别植入兔即时再造的阴茎模型内和对侧腹壁皮下,在对侧腹壁下同时植入一单纯支架.将植入体分为A组:细胞-支架复合物植入再造阴茎模型内;B组:细胞-支架复合物植入腹壁下;C组:单纯支架植入腹壁下.术后3个月将兔处死取材,标本行大体观察、组织学、组织化学、免疫组化、糖胺聚糖(GAG)含量及生物力学检测.结果 A组与B组取材标本的体积、外形与植入时相近,外层新生组织与内部HDPE结合紧密,经HE染色、Safranin O染色、Masson trichrome染色和Ⅱ型胶原免疫组化检测证实,新生组织为软骨组织,且分布相对均一完整,纤维组织长人较少,少量炎性细胞浸润;C组无软骨组织形成.A组与B组标本各项检测指标(湿重、GAG含量、抗压强度、弹性模量)差异无统计学意义(P>0.05).结论 自体软骨细胞接种于HDPE-PGA复合支架,经体外培养4周后,植于家兔即时再造阴茎模型内继续培养,可成功地构建出具有预制形态、体积、结构与组织学良好的软骨-HDPE复合体(阴茎假体).     

采用组织工程方法体外构建血管模型的初步实验研究

目的　探索体外构建组织工程化人工血管的可行性。方法　通过酶消化法分离牛主动脉血管内皮细胞,培养、传代,纯化。采用交联胶原包埋处理聚羟基乙酸纤维无纺网(PGA),将第3～7代血管内皮细胞接种于上述材料上,通过特制的旋转装置,缓慢动态旋转培养10天,使内皮细胞在管腔内表面附着生长,扫描电镜观察,采用6-酮-前列腺素-1α放射免疫测试药盒测定管形材料中内皮细胞释放前列环素量。结果　培养血管内皮细胞VIII因子相关抗原抗体染色呈阳性,内皮细胞在管腔内表面贴附良好,细胞之间融合成片,经10天培养,形成较完整内膜层,覆盖率为(91.2±1.5)%,前列环素生成率为（4.6±0.5）μg/cm     

以冻干骨为平台重建组织工程化关节软骨的研究

目的:探索在兔冻干异体骨关节平台上利用组织工程的方法再造人工关节软骨的可行性。方法:实验分成四组,运用组织工程方法将不同构成的同种异体兔软骨细胞-支架材料复合物种植于兔冻干异体骨关节平台上,植入实验兔体内,3月后取材观察体内成软骨情况。结果:仅种植兔软骨细胞的冻干骨关节支架上未见新生软骨形成。粘合有种植兔软骨细胞的PLGA膜片的冻干骨支架关节腔内见新生类软骨样物出现。自体软骨层孔洞缺损模型使用软骨细胞-PLGA膜片复合物可修复软骨缺损。结论:软骨细胞-PLGA膜片复合物实验动物关节内可形成软骨样物;但在冻干骨关节平台上尚不能形成有功能意义的关节软骨层。     

组织工程软骨体外构建的相关实验研究

目的 探索组织工程软骨体外构建技术体系可行性.方法 种子细胞选用胎儿软骨细胞(口服药物流产胎儿,胎龄3～6个月).酶消化法获得第1代细胞,以50×106/ml浓度均匀接种于经聚乳酸(PLA)包埋聚乙醇酸(PGA)高分子聚合物支架,形成细胞-支架复合体,在体外静态培养.分别于2周、4周、8周进行大体观察、扫描电镜及组织学检测.结果 体外构建的组织工程软骨,随培养时间延长,色泽由2周时的乳白色逐渐呈现半透明,8周时接近正常软骨外观.扫描电镜显示软骨细胞与材料具有良好相容性,培养7天PGA纤维之间有基质沉积.HE染色示2周有大量软骨陷窝形成和均匀嗜碱性基质分泌,Safranin'O染色示基质有酸性蛋白多糖分布,Massons's trichome染色示基质有胶原成分,但含量较少,经免疫组织化学检测为特异Ⅱ型胶原.培养4周胶原成分开始明显增多,软骨陷窝形态接近成熟,8周细胞外基质蛋白多糖和Ⅱ型胶原含量丰富且分布均匀.结论 以成熟软骨细胞为种子细胞,运用组织工程技术在体外能构建出具有正常软骨组织结构特征的人组织工程软骨.     

血管内皮细胞与平滑肌细胞复合构建组织工程人工血管的实验研究

目的：构建既具有活性血管平滑肌细胞（VSMC）中膜层，又有血管内皮细胞（VEC）内皮化的复层结构组织工程血管支架材料。方法（1）将聚羟基乙俊（PGA）纤维无纺网，VSMC和胶原纤维相混合，设计构建VSMC活性的组织工程血支架材料。（2）采用酶消化法从兔主动脉中分离培养兔VEC并传代，纯化，接种于组织工程人工血管支架的内腔，体外培养，并行电镜观察。结果：构建的支架材料具有一定弹性和韧性，VEC在其内表达形成较完整内皮细胞层，且VSMC能够保持活性，生长状况良好。结论：经胶原包埋处理的PGA支架可作为组织工程化人工血管研究较理想支架材料，为组织工程方法构建具有分层结构的组织工程血管奠定实验基础     

自体软骨组织工程的实验研究

OBJECTIVE: To engineer diversified shapes of neocartilage from auto-cartilage and provide a new method to reconstruct cartilage. METHODS: Cartilage obtained from the ear of 5-week-old New Zealand rabbits was cut into pieces of 0.5 mm x 0.5 mm, which were seeded onto the three-dimensional polylactic acid foams. The cartilage-polymer construct was implanted into a subcutaneous pocket of the donor rabbit. Animals were sacrificed at 3rd, 6th month after implantation. The retrieved implants in each animal were used for gross measurement and histological analysis. RESULTS: Gross examinations of the specimens at 6 months after implantation revealed that there was neocartilage formation; the maxim size was 8 mm x 8 mm. The cartilage showed no signs of resorption. Histological evaluation confirmed the generation of cartilage. The polymer substrate support cell proliferation. The extracellular matrix stained strongly positive for S-GAGs with Alcian blue staining. CONCLUSION: Neocartilage can be created using free auto-cartilage transplantation on appropriate polymer templates.     

在兔胸骨舌骨肌内构建组织工程管状软骨的实验研究

目的了解兔颈部胸骨舌骨肌的血供解剖特点,并尝试在该肌肉内构建组织工程管状软骨。方法用红色乳胶灌注新西兰兔的动脉系统,显示营养胸骨舌骨肌的动脉血管分布情况。将兔自体软骨细胞-PGA/PLA复合物在体外培养2周后,植入兔胸骨舌骨肌内继续培养4周,取材进行相应的组织学检测,并与正常兔气管组织进行比较。结果兔胸骨舌骨肌由颈总动脉的2个直接分支供血。其中第一分支的发出点接近胸骨舌骨肌中点,供应整块肌肉;第二分支发出点偏舌骨端,主要供应肌肉上半部分。体内培养4周后,在兔胸骨舌骨肌内可见规则的管状软骨组织,表面形成致密的血管网络。HE染色见软骨细胞排列规则,包埋在软骨陷窝内,表层细胞较大、深部细胞较小;SafraninO染色呈强阳性,表示有丰富的蛋白聚糖基质;Ⅱ型胶原免疫组化显示,新生软骨陷窝周围呈强阳性反应,表明有大量Ⅱ型胶原分泌。新生软骨的特性与正常气管软骨类似。结论在兔胸骨舌骨肌内可以构建出满意的组织工程管状软骨。本研究为应用胸骨舌骨肌预构肌肉-软骨复合组织瓣修复气管缺损进行了探索。     

力学刺激联合诱导因子对组织工程软骨的影响

目的力学刺激与诱导因子是软骨组织工程中的重要诱导因素,研究力学刺激联合诱导因子对组织工程软骨的影响。方法 7日龄长枫杂交仔猪,体重3～6 kg,用于分离培养BMSCs,取第2代细胞以5×107个/mL密度接种于聚羟基乙酸-聚乳酸[poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA]支架上制备细胞-支架复合物。实验随机分为5组,A、B、C组分别对细胞-支架复合物采用软骨诱导培养液诱导、单纯力学加载、力学加载联合软骨诱导液培养处理,其中力学加载参数为1 Hz、0.5 MPa、4 h/d;D、E组分别为单纯细胞-支架复合物阴性对照和猪自体软骨阳性对照。4周后各组分别取材行大体观察、组织学检测及实时荧光定量PCR检测。结果 C组细胞-支架复合物厚度、弹性模量及最大值负荷均显著高于A、B组(P<0.05)。A、B、C组组织切片HE染色均可见有软骨陷窝形成,番红O染色提示支架复合物的细胞外基质中有大量蛋白聚糖(glycosaminoglycan,GAG)形成,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色均显示阳性结果,其中A组染色深度强于B组,C组强于A、B组,且最接近E组;C组GAG含量显著高于A、B组(P<0.05)。实时荧光定量PCR检测示,C组Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原及聚集蛋白聚糖mRNA表达量均显著高于A、B组,且A组各基因表达量均高于B组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论力学刺激联合软骨诱导因子能更好地促进细胞-支架复合物上的BMSCs产生更多胶原和GAG等细胞外基质,增强其力学特性,更有助于其向软骨细胞分化。     

RNA干扰技术构建组织工程软骨的实验研究

目的种子细胞来源是软骨组织工程的研究热点。探讨以RNA干扰(RNA interference,RNAi)技术干扰多聚蛋白聚糖酶(Aggrecanase)后的软骨细胞作为组织工程种子细胞的可行性。方法取成年SD大鼠肋软骨采用消化法分离培养软骨细胞。取第1代细胞分为空白阴性对照组(对照组)及慢病毒转染组(实验组)两组。将两组细胞分别与壳聚糖/明胶材料进行体外复合培养制备组织工程软骨,于培养后不同时间点通过HE、Masson染色,扫描电镜观察以及RT-PCR方法检测两组软骨中蛋白聚糖(Aggrecan)以及Aggrecanase-1、2的变化情况。结果组织学观察示培养2周时,对照组与实验组相比细胞数量及细胞外基质未见明显差别;随着培养时间延长,实验组较对照组细胞外基质分泌增多,细胞数目更多。RT-PCR结果显示培养4、8周,实验组细胞Aggrecan mRNA表达量明显高于对照组,Aggrecanase-1和Aggrecanase-2 mRNA表达量明显低于对照组,比较差异均有统计学意义(P<0.05)。扫描电镜显示实验组细胞数量明显多于对照组,且细胞间连接紧密。结论采用RNAi技术干扰Aggrecanase后的软骨细胞可以作为组织工程软骨种子细胞,其在材料上分泌Aggrecan的含量明显高于正常软骨细胞,其生物学活性需进一步研究。     

组织工程软骨的体外实验研究

目的 :研究软骨细胞在纤维胶内体外生成组织工程化软骨的可行性。方法 :将 4 - 10× 10 7cells/mL细胞 /毫升的软骨细胞植入纤维胶 ,在体外培养 2个月后进行组织学、免疫组织化学分析。结果 :细胞在纤维胶内产生大量的软骨特异性Ⅱ型胶原和蛋白多糖。结论 :纤维胶内的软骨细胞可在体外培养的环境下生成大量透明软骨基质。     

人组织工程软骨的实验研究

目的　了解组织工程研究的基本原理 ,完善制作组织工程化人软骨的技术方法 ,探讨天然可吸收材料组织 ,引导再生胶原膜作为人软骨细胞体外培养支架的可行性 ,为广泛开展组织工程的研究与应用开辟新的途径。方法　利用组织工程技术制作人组织工程化软骨 ,并应用组织学方法 ,对获得的人组织工程化组织形态和功能进行表征。结果　培养的软骨细胞均匀沉降于医用组织引导再生胶原膜上 ,1周后形成一层乳白色软骨样组织 ;植入 8周后从裸鼠体内获得软骨样组织 ,组织学检测证实软骨细胞的存在 ,软骨细胞可以分泌硫酸软骨素。结论　医用组织引导再生胶原膜以其特有的三维结构和细胞网结功能 ,可以作为组织工程技术应用研究中软骨细胞培养的支架 ;利用组织工程技术 ,能够完成人组织工程化软骨的制作。     

组织工程软骨实验生物反应器的设计

目的:设计一套计算机控制的组织工程软骨实验用灌流型生物反应器。方法:通过计算机控制时间及流量,利用蠕动泵、密闭的硅胶管、玻璃管、储液瓶等串联设计一套无菌的灌流型软骨组织工程用生物反应器。结果:生物反应器由控制系统和培养系统组成,运行良好,能置于培养箱中对软骨细胞材料复合物进行动态培养。结论:反应器设计合理。整个生物反应器系统运行可靠。     

Repairing peripheral nerve defects with tissue engineered artificial nerves in rats

Objective： To observe the effect of tissue engineered nerves in repairing peripheral nerve defects （ about 1. 5 cm in length） in rats to provide data for clinical application.
Methods： Glycerinated sciatic nerves （2 cm in length） from 10 Sprague Dawiey （SD） rats （aged 4 months） were used to prepare homologous dermal acellular matrix. Other 10 neonate SD rats （aged 5-7 days） were killed by neck dislocation. After removing the epineurium, the separated sciatic nerve tracts were cut into small pieces, then digested by 2.5 g/L trypsin and 625 U/nd collagenase and cultured in Dulbecco＇ s modified Eagle＇ s medium （DMEM） for 3 weeks. After proliferation, the Schwann cells （SCs） were identified and prepared for use. And other 40 female adult SD rats （ weighing 200 g and aged 3 months） with sciatic nerve defects of 1.5 cm in length were randomly divided into four groups： the defects of 10 rats bridged with proliferated SCs and homologous dermal acellular matrix （the tissue engineered nerve group, Group A）, 10 rats with no SCs but homologous dermal acellular matrix with internal scaffolds （Group B ）, 10 with autologous nerves （Group C ）, and the other 10 with nothing （the blank control group, Group D）. The general status of the rats was observed, the wet weight of triceps muscle of calf was monitored, and the histological observation of the regenerated nerves were made at 12 weeks after operation.
Results： The wounds of all 40 rats healed after operation and no death was found. No foot ulceration was found in Groups A, B and C, but 7 rats suffered from foot ulceration in Group D. The triceps muscles of calf were depauperated in the experimental sides in all the groups compared with the uninjured sides, which was much more obvious in Group D. The wet weight of triceps muscle of calf and nerve electrophysiologic monitoring showed no statistical difference between Group A and Group C, but statistical difference was found between Groups A and B and Groups B and     

利用组织工程技术再生软骨组织的实验研究

目的 在有免疫力的动物体兔体内探索组织工程化软骨生成的影响因素。 方法 经不同物质修猸的聚羟基乙酸支架与软骨细胞体外培养,观察基质产生情况,并将细胞支架复合物体内回植,观察软骨的生成,并进行组织学及超微结构评价。结果 以孵磷脂、多聚赖氨酸及聚乳酸共同修饰的聚羟基乙酸与软骨细胞体外培养,结果基质产生旺盛,体内回植后软骨生成良好。 结论 细胞支架复合物体外培养期间有基质产生,是组织工程化软骨生成的前提     

组织工程软骨构建的临床初步研究

目的:探讨利用组织工程技术在人体内构建软骨组织的可行性。方法:将体外培养扩增的第二代人肋软骨细胞,以细胞浓度50×106/ml与30%Pluronic-F127混匀,注入人耳后皮下或耳屏部位,3～6个月后在二期手术时部分取材,通过大体观察、组织学、电镜以及免疫组化等方法对新生软骨进行初步评价。结果:在3～6个月的随访中,观察到注射于耳后皮下的患者皮下有明显隆起,组织学检测显示有软骨陷窝和同源软骨细胞现象为成熟软骨组织,免疫组化染色有特异性的Ⅱ型胶原分泌。结论:采用体外培养的第二代人肋软骨细胞和Pluronic在人体内可构建组织工程软骨,证实了组织工程技术在人体内构建软骨组织的可行性。