组织工程血管高分子生物支架研究进展

可替代自体血管的组织工程血管已应用于心血管疾病临床治疗。传统人工血管免疫排斥、吻合口增生、血栓等因素阻碍其临床应用与发展。随着组织工程血管技术的发展,高分子生物支架赋予人工血管再生潜能,即种子细胞的种植、黏附、增殖,随之支架适时降解,最终新血管形成。可见,组织工程血管的发展需要良好组织相容性高分子生物支架材料及新型支架制作技术。现就近年来组织工程血管高分子生物支架材料及制作工艺研究新进展予以综述。     

组织工程中天然支架材料的研究现状

组织工程学是近年来发展起来的一门新学科，是材料学、工程学和生命科学共同发展并相互融合的产物，其最基本的思路是在体外分离、培养细胞，将一定量的细胞接种到具有一定空间结构的支架上，通过细胞之间的相互黏附、生长繁殖、分泌细胞外基质，从而形成具有一定结构和功能的组织或器官，因而，充足的种子细胞、合适的支架及促进种子细胞在支架上增殖分化的因子便成为组织工程的三大要素。其中支架在生产人造组织的过程中起着举足轻重的作用。不同的组织需要不同的支架。一种理想的组织工程支架应当模拟天然的细胞外基质。它必须能维持并引导细胞生长，同时提供细胞生长、分化和细胞间相互作用所需的所有细胞因子，而一旦新生组织形成后，它必须降解以利于新生组织融人周围的宿主组织中。在体外培养时，它必须能让种子细胞能够从培养基中获得营养，在移植后可以有效地血管化并由向内生长的血管供应营养。而且，支架的结构即其机械属性必须符合欲建的组织器官结构。具体说来，这些标准包括：①支架必须具备生物相容性，不能引起宿主的排异反应；②支架必须能够抵抗应力，能够被消毒；③合适的支架必须能以合理的速度降解，并且降解的产物必须无毒，能及时排出体外；④支架须具有合适大小的孔隙以利于大量的种子细胞在其中增殖分化。同时还须让血管能够长人支架。当然，若支架本身能够缓释生长因子之类的生物大分子则更好。要满足如此多的条件绝非易事，故研究者们纷纷探索研究，试图找到理想的材料。一般来说，制造支架的材料可分为三大类，人工合成的、天然的及经过修饰的天然高分子。本文就后两种材料的研究现状进行初步探讨。     

构建组织工程血管的支架材料和种子细胞研究进展

国内外学者已对用于构建组织工程血管的支架材料和种子细胞进行了较多的研究,以期研制出能代替自体血管用于临床的血管移植物,它应具备良好的生物相容性、适应性重塑和生长的潜能。虽然组织工程研究已开展30多年并取得一定成果,但是仍有许多问题亟待解决。如何研制出理想的支架材料和选择合适的种子细胞有待进一步研究。综述近年用于构建组织工程血管的支架材料和种子细胞的研究进展。     

组织工程韧带/肌腱支架材料的研究进展

理想的组织工程韧带和肌腱的支架材料需具备耐受持续的高强度张力、耐磨损性好、无免疫原性、良好的生物相容性及降解性.目前应用于组织工程韧带及肌腱的支架材料主要可分为两大类,天然高分子材料与合成高分子材料.选择合适的支架材料非常关键,它必须具有一定的机械强度及合适的降解速度,才能在完成支架的使命后为正常组织的生长留出空间.本文对这两种材料制备的韧带和肌腱的研究进展作如下综述.     

胶原蛋白-几丁聚糖三维骨架构建组织工程血管的可行性

目的 研究胶原蛋白——几丁聚糖构建的三维支架在血管组织工程研究中的可行性。方法 以Ⅰ型胶原蛋白和几丁聚糖为生物材料，体外预构具有三维结构的支架，观察支架的空间立体结构；将培养的种子细胞（人平滑肌细胞和纤维细胞）种植于支架，观察材料与细胞的生物相容性和抗收缩性，并测定材料中DNA含量和胶原蛋白含量。结果 应用相分离技术制备的支架，具有均匀的三维结构和丰富的交通孔，种植种子细胞后可以形成良好的细胞黏附和生长，且选用的支架材料可以抵抗细胞收缩引起的材料变形；培养2、4、6周的材料中，DNA含量和胶原蛋白含量随培养时间延长而明显增加。结论构建的胶原蛋白——几丁聚糖三维支架具有结构均匀、细胞生物相容性好的特点，并具有一定的物理强度，可以应用于血管组织工程研究。     

胶原蛋白-几丁聚糖三维骨架构建组织工程血管的可行性

目的研究胶原蛋白-几丁聚糖构建的三维支架在血管组织工程研究中的可行性.方法以I型胶原蛋白和几丁聚糖为生物材料,体外预构具有三维结构的支架,观察支架的空间立体结构;将培养的种子细胞(人平滑肌细胞和纤维细胞)种植于支架,观察材料与细胞的生物相容性和抗收缩性,并测定材料中DNA含量和胶原蛋白含量.结果应用相分离技术制备的支架,具有均匀的三维结构和丰富的交通孔,种植种子细胞后可以形成良好的细胞黏附和生长,且选用的支架材料可以抵抗细胞收缩引起的材料变形;培养2、4、6周的材料中,DNA含量和胶原蛋白含量随培养时间延长而明显增加.结论构建的胶原蛋白-几丁聚糖三维支架具有结构均匀、细胞生物相容性好的特点,并具有一定的物理强度,可以应用于血管组织工程研究.     

不同支架材料构建组织工程化口腔黏膜回植动物的比较

目的 以不同支架材料聚羟基乙酸(PGA)和脱细胞真皮基质材料(Alloderm)构建组织工程化口腔黏膜后回植裸鼠,观察其存活及生长情况.方法 人口腔黏膜成纤维细胞(OFC)接种至PGA支架上培养7 d后,将口腔黏膜上皮细胞分别与PGA-OFC和Alloderm复合,液面下培养4 ～ 7 d后,进行气-液界面培养7 d,然后回植裸鼠背部皮下.回植后7、14 d分别取材观察.结果 以PGA和Alloderm为支架构建的组织工程化口腔黏膜均可在裸鼠体内至少存活2周,并与裸鼠自身组织融合生长;在观察的第2周,以PGA为支架构建的组织工程化口腔黏膜出现血管化,以Alloderm为支架构建的组织工程化口腔黏膜上皮分化较为明显.结论 PGA孔隙有利于细胞和血管的生长,但其强度随降解而降低;以Alloderm为支架的构建物显示出较清晰的组织学结构.     

新型组织工程化人工骨的体外初步构建

目的 应用组织工程学技术，体外初步构建有活性的人工骨。方法 培养，诱导人间充质干细胞向成骨细胞表型转化，制备性能优越的支架材料，将细胞与材料复合构建人工骨，在体外培养一定时间后，扫描电镜观察组织工程化骨的微观结构和消化细胞行碱性磷酸酶染色。结果 L－聚乳酸，聚磷酸钙纤维，I型胶原按一定的方法可构建出新型的骨组织工程复合支架材料，诱导后的间充质干细胞可在材料内良好贴附生长，维持成骨细胞表型。结论 本实验为骨组织工程学的进一步研究与应用提供了新的材料和方法。     

高分子支架复合骨髓源成骨细胞体外培养的研究

目的 观察高分子支架对成骨细胞的增殖和成骨活性的影响.方法 将新西兰幼兔骨髓基质细胞经分离、体外培养及诱导获得的成骨细胞接种在盘状LDIG高分子支架上复合培养,同时以多孔聚乙醇酸材料作为对照,通过细胞计数、Ⅰ型胶原、碱性磷酸酶活性和扫描电子显微镜等手段检测成骨细胞增殖数量及成骨活性.结果 骨髓源成骨细胞在高分子支架上生长良好,其增殖数量及成骨活性均优于对照组.结论 用高分子材料制备的组织工程支架具有理想的多孔网状结构和良好的骨细胞相容性,可以用于构建组织工程骨.     

胶原—壳聚糖人工支架的理化性质和相容性分析

目的体外构建胶原—壳聚糖复合支架材料,分析其物理化学性质及生物相容性,探讨其应用于组织工程支架材料的可行性。方法利用冷冻干燥的方法构建三维多孔的胶原支架材料,通过甲醛交联以及添加壳聚糖的方法改善其物理化学性能。通过体外降解实验以及电镜扫描的方法检测材料的各项物理化学指标;通过细胞接种的方法研究材料的生物相容性。结果胶原—壳聚糖复合材料通过冷冻干燥的方法,能够获得稳定的三维多孔结构,电镜显示孔隙贯通,体外降解速度降低,并且能够支持细胞生长。理化性质分析显示该结构适合细胞生长,具有良好的生物相容性。结论本课题体外构建胶原—壳聚糖复合支架材料,满足组织工程生物材料的理化以及生物相容性要求,为其应用于组织工程支架材料提供重要的依据。