组织工程学的建立与发展

组织工程学(tissue engineering)是一门将细胞生物学和材料学相结合进行体外或体内构建组织或器官的新兴学科.其基本原理为从机体获取少量的活体组织,用特殊的酶或其它方法将细胞(又称种子细胞)从组织中分离出来并在体外进行培养扩增,然后将扩增的细胞与具有良好生物相容性、可降解和可吸收的生物材料按一定的比例混合,使细胞粘附在生物材料上形成细胞-材料复合物.将该复合物植入机体的组织或器官病损部位,随着生物材料在体内逐渐被降解和吸收,植入的细胞在体内不断增殖并分泌细胞外基质,最终形成相应的组织或器官,达到修复创伤和重建功能的目的.生物材料支架所形成的三维结构不但为细胞获取营养、生长和代谢提供了一个有利的空间,也为植入的细胞分泌细胞外基质并最终形成相应的组织或器官提供了一个良好的环境[1,2].组织工程的发展提供了一种组织再生的技术手段,将改变外科传统的"以创伤修复创伤"的治疗模式,迈入无创修复的新阶段.同时,组织工程的发展也将改变传统的医学模式,使得再生医学得以进一步的发展并最终用于疾病的临床治疗.     

四肢组织工程骨新型支架的比较研究

现代医学的骨组织工程中,种子细胞、生物材料和组织构建是三个最基本要素,而生物材料或支架材料是影响组织构建最为关键的因素之一。它必须具有良好的生物相容性、可降解性、低免疫原性以及一定的空间结构、孔隙率、降解速率等特性[1]。     

组织工程支架材料丝素蛋白研究进展

组织工程支架作为ECM的人工模拟物,其设计原则之一是尽可能地模拟天然ECM的精细结构及成分[1]。因此,支架的构建材料及制备方法的选择显得尤其重要。目前,可用于组织工程支架构建的材料主要包括人工合成的高分子聚合材料和天然来源的生物大分子蛋白。前者尽管具有良好的可塑性、可控的降解速率和优良的机械性能,但往往缺乏生物模拟信号和细胞亲和性;天然来源的生物材料则具有良好的生物相容性和亲水性,是构建组织工程支架的理想材料之一。丝素蛋白(silk fibroin,SF)是一种较佳的天然生物材料,安全无毒、无刺激性,且具有独特的机械性能和良好的生物学活性,不但可以单独用于组织工程支架的构建,还可与其他生物材料联用构建各种支架,广泛应用于皮肤、神经、血管、骨及软骨组织工程领域。本文就SF作为组织工程支架材料在组织工程与再生医学领域的研究现状作一综述。     

壳聚糖在组织工程支架材料中的应用进展

壳聚糖作为一种天然生物材料,其资源丰富,经济实用。多项研究证实其无毒,具有可降解性、可塑性及良好的生物相容性等多项优点。可用于组织损伤的修复和生物组织工程支架材料的应用等。近年来,随着对壳聚糖研究的深入,研究者们将壳聚糖作为组织工程支架材料,发现其物理性质和生物学功能更加优良且多样化,作为支架材料在整形外科应用中具有良好前景。     

聚乳酸-羟基乙酸胶原膜生物相容性的实验研究

目的　评价海绵状聚乳酸 羟基乙酸 (PLGA)胶原膜作为真皮支架材料的生物相容性。　方法　利用SD大鼠和培养的人表皮细胞、成纤维细胞 ,观察PLGA胶原膜在体内的降解过程和在体外的细胞毒性、溶血性以及与人体细胞的亲和性。　结果　PLGA胶原膜在体内具有适当的降解速率 ,9周可完全降解 ;置入皮下 3周后可见血管化 ,新生组织不断长入 ,未见明显的炎症反应。浸泡液对培养细胞没有明显的毒性作用 ,不发生溶血反应。成纤维细胞和表皮细胞在PLGA胶原膜上可快速黏附、增殖。　结论　PLGA胶原膜具有良好的生物相容性和细胞亲和性 ,具有适当的降解速率 ,符合作为组织工程支架材料的要求     

纳米技术在组织工程中的应用

细胞支架材料在组织工程中起着重要作用,支架材料为细胞提供黏附、增殖、分化并进而为组织的形成提供三维结构.在组织工程材料的合成与制备中通过采用纳米技术对生物材料表面的改性或者直接采用纳米材料或复合材料,不仅能提高细胞对材料的黏附能力,也能提高材料的生物相容性,同时通过材料表面与细胞间相互的生物作用,能刺激并诱发所期望的细胞效应,有利于细胞的分化和增殖,这在组织工程中有很好的应用前景.     

骨修复重建生物降解聚合材料研究现状与展望

目的综述人工合成可降解聚合材料在骨修复重建的研究现状,展望骨替代材料和骨组织工程支架材料的发展方向。方法查阅近年来关于人工合成可降解聚合材料作为骨修复替代和骨组织工程支架材料的相关文献,并分别进行阐述。结果目前作为骨修复替代和骨组织工程支架材料研究较多的人工合成可降解聚合材料包括脂肪族聚酯、聚氨酯、聚酸酐和氨基酸聚合物。各种聚合材料都具有良好的生物安全性和组织相容性,且降解产物无毒。材料的机械强度和降解速率可根据合成的官能基团种类、数目和合成方法进行调节,因而可按需制备出一定强度和降解速率的骨修复材料。初步动物实验结果显示其具有良好的骨修复效果。结论人工合成降解性聚合材料,特别是各种共聚物材料、复合材料、负载骨生长因子的材料,可能成为最具潜力、最为理想的骨修复重建生物材料。     

泌尿系统组织工程支架材料胶原蛋白-壳聚糖及聚乙烯醇-丝胶的生物相容性评价

目的评价复合材料胶原蛋白-壳聚糖、聚乙烯醇-丝胶作为泌尿系统组织工程支架的生物相容性和生物安全性。方法采用溶血实验评价胶原蛋白-壳聚糖、聚乙烯醇-丝胶两种复合材料对红细胞功能和代谢的影响;采用皮肤致敏实验评价两种材料是否满足体内植入的要求;采用四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法评价胶原蛋白-壳聚糖、聚乙烯醇-丝胶两种复合材料对泌尿上皮细胞和膀胱平滑肌细胞的生长和增殖的影响。结果胶原蛋白-壳聚糖和聚乙烯醇-丝胶的溶血率分别为1.86%和2.08%(均<5%),两种材料不引起溶血反应。与阴性对照组相比,两种材料皮肤致敏实验的结果均为阴性,没有致敏作用。细胞毒性实验(四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法)显示两种材料细胞毒性均为0级。结论复合生物材料胶原蛋白-壳聚糖、聚乙烯醇丝胶具有良好的生物相容性,有望作为组织工程支架材料,应用于泌尿系统的修复重建。     

骨组织工程中细胞外基质材料的选择

成骨细胞种植的细胞外基质材料的选择是骨组织工程研究中的关键环节 ,也是限制骨组织工程研究进一步发展的主要因素之一。理想的骨组织工程细胞外基质材料的要求有[1,2 ] :( 1)良好的生物相容性 :除满足生物医用材料的一般要求 ,如无毒、不致畸等之外 ,还要利于种子细胞粘附、增殖 ,降解产物对细胞无毒害作用 ,不引起炎症反应 ,甚至利于细胞生长和分化。 ( 2 )良好的生物降解性 :基质材料在完成支架作用后应能降解 ,降解率应与组织细胞生长率相适应 ,降解时间应能根据组织生长特性作人为调控。 ( 3)具有三维立体多孔结构 :基质材料可加工成…     

纳米生物材料在骨组织工程中的应用

作为骨组织工程的要素之一,三维支架扮演着至关重要的角色。适宜的支架能模仿细胞生长的微环境,为细胞的增殖以及新骨生长提供具有良好生物相容性的三维结构。由于具有良好的生物特性,纳米生物材料成为制备骨组织工程三维支架的理想材料。各种纳米生物材料如纳米复合材料、纳米纤维材料、纳米生物活性材料和可注射性纳米材料被合成并应用于骨组织工程的研究中,呈现出广阔的应用前景。该文对近年来纳米生物材料在骨组织工程中的应用作一综述。     

软骨组织工程研究进展

软骨组织工程的基本原理是从机体获取少量活组织,将功能细胞从组织中分离出来,并在体外进行培养、扩增,然后与可降解吸收的支架材料按一定比例混合,植入病损部位,生物材料在体内逐渐降解和吸收,植入细胞在体内增殖和分泌ECM,最后形成所需的组织或器官,     

适用于乳房组织工程的支架材料及制备工艺

乳房组织工程被认为是乳房重建的终极方案。乳房是特殊的软组织,支架材料作为组织工程的三大要素之一,在乳房组织工程当中显得尤为重要。理想的支架材料应具备与目标组织相似的物理和生化特性,适宜的生物化学和物理环境,能够调节种子细胞对特定组织工程要求的响应。生物材料的特性(例如机械和化学功能性)影响细胞黏附、增殖和分化等行为,所以理想的支架应具有良好的生物相容性,从而防止长期免疫反应的发生。此外,良好的生物支架应具备适宜的多孔结构,以利于血管生成并为细胞的增殖分化提供营养物质。以上与支架的材料选择及制备工艺都有直接的关系,本文列举了可用于乳房组织工程研究的支架材料,并根据乳房组织特性选择相关制备工艺进行介绍。     

小肠粘膜下层组织工程支架材料的生物相容性研究

目的 观察小肠粘膜下层(SIS)的生物相容性和作为组织工程支架材料的可行性.方法 参照国际标准ISO10993-1制定的医疗器械生物学评价的相关方法和标准,通过细胞毒性试验、热原试验、溶血试验、致敏试验、肌肉刺激试验等体内外生物学实验相结合的方法评价SIS的生物相容性及免疫原性.结果 实验证明小肠粘膜下层细胞相容性良好,不溶血,无致热、致敏反应,肌肉刺激试验的组织学检查见SIS周围无明显炎症及排斥反应,材料部分降解并见大量结缔组织生长.结论 SIS具有良好的生物相容性和免疫原性,可作为组织工程的支架材料.     

组织工程中胶原支架材料的研究进展

组织工程是应用工程学、生命科学的原理和方法来制备具有生物活性的人工替代物,用以维持、恢复或提高人体组织、器官的一部分或全部功能。组织工程的研究主要集中在种子细胞的选择、支架材料的制备、组织工程骨的构建及体内植入相容性情况等方面。其中生物支架材料的选择是组织、器官重建的关键因素之一。理想的细胞种植基质材料应具备：①良好的     

软骨细胞体外培养支架材料研究进展

软骨组织损伤后自身修复能力有限,组织工程构建对软骨缺损的修复意义重大,为功能软骨的修复提供了新希望,而软骨细胞体外培养支架的研究是重要一环.运用于骨组织工程的人工合成支架材料来源广、可批量生产、可控降解速度,力学强度好、易于塑形;天然支架材料亲水性强,细胞粘附性、生物相容性好;人工合成材料复合天然材料取各自所长,克服各自缺陷,支架性能提高.通过对材料表面进行修饰,可改善细胞与支架材料的相互作用.通过模拟细胞生长微环境,制备仿生材料,可提高材料的亲水性、对细胞的粘附性,促进细胞的分化增殖.纳米材料的出现为细胞体外培养支架的研究提供了新选择.该文就软骨细胞体外培养支架材料近年的一些新进展作一综述,并预测今后研究的主要方向.     

胶原蛋白-硫酸肝素生物支架生物相容性研究

目的 观察胶原蛋白-硫酸肝素生物支架的生物相容性,为其应用提供生物学依据.方法 以冷冻干燥法制备胶原蛋白-硫酸肝素生物支架,将支架埋植入大鼠体内,观察大鼠炎症、肝肾功能、免疫反应及支架体内降解情况.结果 实验组大鼠血清WBC、CRP、肝肾功能、体液免疫反应与对照组比较,差异无统计学意义;伤口愈合良好;支架在大鼠体内有所吸收.结论 胶原蛋白-硫酸肝素生物支架具有良好的生物相容性,可作为神经组织工程支架材料.     

脂肪组织工程中新型支架材料的研究进展

脂肪组织工程是通过干细胞、支架以及生长因子这3类要素来实现组织器官的再生和修复。在过去几十年里,随着组织工程和再生医学的快速发展,为了更大限度地模仿细胞外基质成分,各类生物材料支架已经被广泛应用于脂肪组织工程。研究者们通过静电纺丝、微加工、自组装、3D打印等技术来探索适合脂肪组织工程的支架,其中主要包括天然生物材料及合成生物材料。优良的支架不仅能够填充缺损,而且能够通过控制化学成分和物理性质(如机械性能和微结构)来影响脂肪间充质干细胞的增殖和分化。因此,组织工程支架必须从基本性质上具有一定的仿生结构及功能,即"活"支架,这样才能彻底代替病损组织或器官。现笔者就近年来用于脂肪组织工程的各种新型支架作一综述。     

生物材料生物相容性研究及在胸心外科的应用

良好的生物材料,可以替代人体自身相关组织或者器官,支持相应的机体功能,同时可以加速机体的自我修复和自愈过程.生物材料应用于临床,不仅需要具备与机体器官或组织相匹配的理化特性和生物力学性能,还应与机体组织具有良好的生物相容性和使用安全性.文章回顾了近年来生物材料及其生物相容性研究的某些进展以及在胸心外科领域的应用现状.     

纳米羟基磷灰石-40%二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性评价

[目的]评估纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性.[方法]根据ISO10993-1标准,采用细胞毒性试验、急性毒性试验、溶血试验和体内植入(90 d)试验对纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性进行评估.[结果]纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性的细胞毒性评分小于I级,细胞生长无明显抑制现象,无急性毒性反应,无溶血反应,体内植入符合植入材料生物学评价要求.[结论]纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料具有良好的组织相容性,作为骨组织工程中生物支架材料具有广阔临床应用前景.     

椎间盘退变的组织工程学现状及进展

椎间盘退变疾病(disc degeneration diease,DDD)是一类具有高发病率及高致残率的疾病。椎间盘组织工程学是近年来发展起来的一项新兴技术,其目的是通过逆转椎间盘细胞水平的病理改变,进而修复退变的椎间盘组织。椎间盘组织工程的基本思想是采集少量椎间盘细胞经体外培养扩增后,接种到一种生物相容性好、可按组织或器官形态塑形、降解速率与种子细胞生长分化相匹配、对机体无伤害的三维可降解生物材料上,然后种植到机体内形成新的具有生命力和功能的椎间盘组织。而目前的研究也主要集中于种子细胞的选择,接种培养种子细胞的生物材料支架以…