生物反应器构建组织工程化血管的初步研究

目的探讨生物反应器内构建具有一定力学强度的组织工程化血管的可行性.方法从6月龄毕格犬的颈总动脉、颈外静脉分别获取平滑肌细胞和内皮细胞,体外培养扩增后,将平滑肌细胞接种于聚羟基乙酸(PGA)上形成细胞-材料复合物,置于生物反应器内(搏动频率75次/min;扩张量＜5%)培养3周,接种内皮细胞继续培养1周后取新生血管,进行大体观察、组织学和免疫组化检测.结果生物反应器内培养的组织工程化血管大体观察具有良好的弹性,管腔圆;平滑肌纤维成分排列规则且有层次感;免疫组化染色显示,平滑肌细胞呈棕黄色层状排列,内皮细胞于血管内侧呈单层排列.结论应用生物反应器可构建具有良好弹性的组织工程化血管.     

新型生物反应器用于构建组织工程血管的初步探索

目的设计一种实用的生物反应器,并探讨把它应用于组织工程血管(TEBV)培养的可行性。方法根据国外文献所报道的基本原理,设计一种实用的生物反应器,把人脐动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)接种到管状聚乙醇酸(PGA)无纺布培养支架上,放入生物反应器内进行三维压力培养,2周后收获培养新生物,肉眼观察大体外观并拍照记录,扫描电镜检测表面形貌。结果 VSMCs在生物反应器内经2周连续培养初步形成一条血管样组织。新生组织外观光滑平整,色泽鲜亮,具有一定厚度和弹性,能自我维持管腔形态。扫描电镜显示组织含有丰富的细胞外基质(ECM),PGA无纺布已被ECM完全包裹,管壁有未降解的PGA碎片。结论设计的生物反应器符合组织工程培养的要求,未来可以用其进行构建TEBV的进一步研究。     

生物反应器内再造组织工程化心肌的实验研究

目的：在体外模拟以微策略条件下构建心肌细胞-胶原复合体,探索组织工程化心肌组织体外再造的可行性。方法：采用顺序消化及差速贴壁法从1-2d龄新生大鼠的心肌组织中分离心肌细胞,并将其与多孔胶原复合形成复合体。复合体在旋转生物反应器（rotary cell culture system,RCCS）中进行培养,观测复合体内心肌细胞的生长状况、超微结构、细胞代谢率及细胞组分的变化,并将其与正常心肌和常规培养的复合体进行比较。结果：在RCCS中培养的复合体内的细胞具有心肌细胞的特殊超微结构,免疫组化显示其中的α-横纹肌肌动蛋白染色呈强阳性,与静止培养的复合体细胞相比,细胞代谢更加旺盛。结论：采用组织工程技术可以在RCCS中培育出组织工程化心肌组织。     

血管生物反应器的研究与应用

该文根据生物力学的原理，分析了直圆筒形血管的流动状况和血管的受力特性，在此基础上设计了一套的能模拟血管体内环境的生物反应器，通过血管的培养和相关检测分析，表明生物反应器的设计是合理的，性能是可靠的。     

血管生物反应器的研究与应用

该文根据生物力学的原理,分析了直圆筒形血管的流动状况和血管的受力特性,在此基础上设计了一套的能模拟血管体内环境的生物反应器,通过血管的培养和相关检测分析,表明生物反应器的设计是合理的,性能是可靠的.     

心血管组织构建生物反应器

由于目前临床应用的心脏瓣膜替代物存在不足,近年来,探索以合适的方法构建具有生长活性的组织工程化心脏瓣膜(tissue engineering heart valve,TEHV)一直是该领域各国学者研究的焦点,但由于心脏瓣膜所处力学环境的复杂性,体外培养心脏瓣膜比较困难,尽管有一些成功的实验但依然存在诸多问题.     

旋转式生物反应器内构建组织工程椎间盘

目的:探讨旋转式生物反应器(RCCS)对髓核细胞功能表达和组织工程髓核结构的影响。方法:将体外扩增培养的兔髓核细胞接种于聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)支架上。治疗组在RCCS内培养,对照组静态培养。培养4周后取出细胞与支架复合物,行大体标本观察、组织学和免疫组织化学染色观察。结果:RCCS下构建的组织工程髓核的厚度、大小及组织弹性好于对照组,Ⅱ型胶原免疫组化染色面积百分比明显高于对照组(15.0±4.6比6.5±2.2),差异有统计学意义(P<0.05)。结论:旋转式生物反应器能促进髓核细胞增加Ⅱ型胶原的分泌,有利于在体外构建组织工程髓核。     

组织工程心脏瓣膜生物反应器的改建及初步应用

目的:对自主研制脉动生物反应器加以改进,使其脉动流场能够体外模拟高流量高压力的在体瓣膜环境,并对整体构建的组织工程心脏瓣膜(TEHV)进行流场内培养的初步研究.方法:采用韩国产双囊搏动泵(T-PLS)作为新脉动流场的动力装置,并设计了新的气液交换通路以减少污染.以脱细胞猪主动脉瓣为支架,人的骨髓间质干细胞(BMSCs)为种子细胞整体构建TEHV.静态培养4 d后,置于生物反应器内分别在小流量(0～600 ml/min)和大流量(0～4 800 ml/min)脉动流场培养7 d,观察细胞残留情况.结果:流场改进后流量范围从0～1 200 ml/min提高到0～6 000 ml/min,系统内压力范围从0～40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)提高到0～180 mmHg.TEHV在低流量脉动流场内有部分细胞存留(26.3%),而在大流量流场中细胞几无存留.结论:新的生物反应器能够基本模拟在体瓣膜的流体动力学环境,能够应用于TEHV的体外培育研究,但目前构建的TEHV尚不能耐受大流量流体的冲击.     

肌腱生物反应器的开发与组织工程肌腱的构建

分析了骨骼肌和气动肌腱的力学特点,确定以能模拟肌肉运动的气动肌腱作为肌腱生物反应器的动力元件,并开发肌腱生物反应器的控制系统和测量系统的软硬件,设计细胞培养室及换液系统,形成了一套完整的肌腱生物反应器系统。采用鸡的趾深屈肌腱细胞构建组织工程肌腱。通过工程化肌腱的构建实验表明：整个肌腱生物反应器系统运行良好,并能成功培养组织工程肌腱达12周。     

内皮细胞生物反应器构建的初步研究

 目的 采用培养液循环式人工毛细管培养系统构建血管内皮细胞生物反应器,并对其形态和功能进行鉴定。方法 将内皮细胞种植于无纺布中空纤维生物反应器的外腔,用培养液循环式人工毛细管培养系统进行培养,定期检测培养液中乳酸、葡萄糖、一氧化氮（nitrogen oxide,NO）和血管性血友病因子（von Willebrand Factor,vWf）的浓度。根据乳酸的浓度变化计算反应器内细胞的数量,通过葡萄糖的消耗和NO、vWf的产生反映内皮细胞的活力和功能。对其中的无纺布进行电镜、DAPI染色荧光显微镜检查,观察内皮细胞在生物反应器外腔无纺布上的生长情况。结果 随着时间变化,培养液中的乳酸浓度进行性升高,升高的速度逐渐增大;葡萄糖浓度则逐渐降低,降低的速度逐渐增大;反映内皮细胞功能的NO在最初数小时轻度降低后也逐渐升高;在培养液中检测出内皮细胞的特异性标志物vWf;荧光显微镜和电镜下观察细胞在无纺布上生长良好,并具有内皮细胞的形态。结论 血管内皮细胞能在无纺布中空纤维生物反应器外腔的无纺布上生长,并具有良好的形态和功能,提示未来在治疗脓毒症中的潜在价值。     

应用脂肪干细胞构建小口径组织工程血管平滑肌层的实验研究

目的 探索利用脂肪干细胞在生物反应器内构建组织工程血管平滑肌层的可行性.方法 用抽吸的脂肪获取脂肪干细胞,在生长因子TGF-β1和BMP4作用下诱导成平滑肌细胞,然后将诱导的平滑肌细胞接种于生物材料PGA上形成细胞-材料复合物,将该复合物置于生物反应器内进行培养,在模拟胚胎发育血流动力学的刺激下(搏动频率75次/min,扩展量<5%)构建小口径的血管平滑肌组织.培养8周后,取材做组织学和生物力学检测并与正常血管对比.结果 脂肪干细胞在TGF-β1和BMP4的诱导下,细胞具有平滑肌细胞特有的"波峰-波谷"样生长特点,并表达平滑肌细胞的特异性标记物:α-SMA、SM22α、calponin、SM-MHC;反应器内培养8周后,构建管样组织胶原分泌旺盛,具有一定的力学强度和弹性.结论 利用脂肪干细胞可在体外生物反应器内构建组织工程化小口径血管,为临床上小血管病变的修复提供了一种新的、有效的途径.     

灌流-液压式反应器体外构建组织工程化软骨

目的初步探讨应用灌流-液压式反应器体外构建组织工程化软骨的可行性及其效果。方法消化、分离猪耳廓软骨细胞,接种于聚羟基乙酸支架上培养1周,形成细胞-支架复合物。实验分2组(每组8个样本):实验组放入灌流-液压式反应器连续培养3周;反应器主要参数设置:灌流量100μL/m in,顺、逆时针方向各30 m in,灌流时间开/关各8 h/16 h,液压强度100 kPa,频率0.5 Hz,作用时间4 h/d。对照组则继续在培养皿内培养。第4周时取材,分别从大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组化和生物化学等方面对实验组和对照组形成的软骨组织进行检测和比较。结果大体观察见实验组和对照组均形成了软骨样组织,组织湿重检测实验组为(191.03±18.55)mg,对照组为(130.78±10.33)mg(P<0.01)。组织学观察显示,两组软骨组织内软骨细胞分布均匀,包埋于软骨陷窝内,软骨基质分泌旺盛,局部还有未降解的支架材料。免疫组化染色证实两组形成的软骨组织均有Ⅱ型胶原分布,软骨组织厚度实验组为(3.04±0.13)mm,对照组为(2.14±0.16)mm,两组间比较有显著性差异(P<0.01)。生物化学检测证实,实验组蛋白聚糖含量为(12.63±0.62)mg/g,明显高于对照组的(8.23±0.81)mg/g(P<0.01)。结论利用灌流-液压式反应器能够在体外构建组织工程化软骨,并且可以在一定程度上弥补传统构建方法的不足,提高体外构建软骨的质量。     

细胞外基质与组织工程血管表面修饰的研究进展

利用细胞外基质蛋白对血管组织工程材料进行表面修饰,对于改变组织工程血管材料的表面性能,提高其生物相容性有着非常重要的意义。本文分别综述细胞外基质的三大类成分(胶原、氨基聚糖和蛋白聚糖、糖蛋白)对于血管组织工程材料的表面修饰作用,并对其作用机制及表面修饰中相关的热点应用问题进行了分析。综合文献资料认为尽可能的模拟天然血管,利用细胞外基质对组织工程血管进行表面修饰是一种好的方法;而其中糖蛋白由于特殊细胞黏附蛋白受体结合位点的存在,促使其有更好的应用前景。     

血管组织工程生物材料细胞相容性的评价

目的探讨以聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)为主体的几种生物材料和人包皮成纤维细胞的生物相容性,为组织工程血管初步选择较好的支架材料。方法将以PHBV为主体的几种生物材料和人包皮成纤维细胞体外培养,并对材料的接触角、细胞的形态和细胞的增生情况进行测定。结果所有的材料中,PHBV生物材料接触角最小,与细胞的相容性最好。结论PHBV具有良好的细胞相容性,从而为组织工程血管初步筛选出一种较好的生物材料。     

原发肺癌间质血管的免疫病理学研究

采用抗H单抗,以ABC免疫组化法对119例原发肺癌间质血管进行了免疫病理学研究。结果表明:肺癌间质血管内皮细胞着色良好,结构显示清楚,平均每高倍镜视野15条血管。本研究发现,不同组织学类型的肺癌诱发宿主血管生成能力是不同的,肺癌间质血管数量与肺癌的病理分化程度有关,提出了肺癌间质血管数量可做为评价肺癌恶性程度指标的观点,并从形态学方面讨论了肺癌间质血管数量及纤维组织增生程度是影响化疗药物到达性的因素,推测与肺癌化疗敏感性有关。     

利用成体干细胞体外小口径血管的构建

设计了一套血管生物反应器系统,采用有限元的方法对组织工程小血管托架材料进行了分析,从而开发完成了一套用于构建直径为2 mm的小血管托架;通过收集人的原代骨髓基质干细胞（hBMSCs）和脂肪基质干细胞（ADSCs）进行体外扩增和培养,并选用第3代细胞与聚羟基乙酸酯（PGA）复合后置于血管生物反应器中动态培养;在生物反应器中动态培养4周后,对材料复合物进行取材,分别进行大体观察、HE染色和扫描电镜等指标检测。结果表明：血管色泽明亮,有一定的弹性,细胞分泌的胶原基质排列较规则,免疫组化结果表明血管含有平滑肌弹性肌动蛋白的成分。说明改进的血管生物反应器能模拟血管的力学环境,并能利用人骨髓间充质干细胞和脂肪基质干细胞成功构建组织工程小血管组织。     

心肌组织工程研究现状

组织工程包括种子细胞、生物材料和组织构建三部分。种子细胞的来源和种类是心肌组织工程的关键环节,目前研究较多的主要有胎幼心肌细胞、心脏自体细胞和全、多能干细胞等。生物材料是细胞附着的基本框架和代谢场所,直接影响所构成的组织形态和功能。生物反应器系统使体外构建理想的工程化心肌组织成为可能。本文介绍近年来心肌组织工程在上述三方面的研究进展。     

生物反应器在组织工程中应用的研究进展

生物反应器的结构复杂程度不同,其应用范围也不同。目前广泛应用于组织工程的生物反应器主要是针对骨组织、软骨、韧带和血管而设计的。生物反应器的使用有助于细胞和支架的复合,有利于细胞的生长,并且可以维持细胞的活性,促进干细胞分化。在生物反应器中,通过控制细胞的生长条件、机械刺激或者其他刺激可以使细胞在三维支架上生长,提高大规模生产组织替代物的效率,促进工业化生产。体内生物反应器更接近人体的内环境,将是组织工程研究的一个方向。