静电纺丝纳米纤维组织工程支架的研究进展

背景：静电纺丝纳米纤维具有促进细胞生长的作用。目的：描述静电纺纳米支架对细胞生长的促进作用以及静电纺纳米支架孔径大小、机械强度缺陷改进的研究进展。方法：检索数据库为CNKI数字图书馆全文、PubMed数据库2001至2011年有关静电纺丝和组织工程支架的文献。检索关键词为“组织工程,静电纺丝,支架;electrospinning,tissue engineering scaffolds,nanofiber”。结果与结论：静电纺丝纳米纤维直径、孔径大小及纤维表面对细胞生长行为有重要影响,小孔径静电纺丝纳米纤维支架不利于细胞浸润生长,且用单一电纺技术制备得到的纳米纤维支架机械性能较差,如何增加静电纺丝纳米纤维支架孔径大小以提高细胞的浸润以及提高其机械性能强度,是目前应用研究应解决的问题。     

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     

新型组织工程血管材料：静电纺复合纳米纤维小口径管状支架

背景：小口径人工血管对生物相容性和抗凝血的要求远远高于普通大口径人工血管,因此血管移植体内原位诱导组织再生成为了新的研究方向。目的：总结近几年静电纺复合纳米纤维小口径管状支架的主要研究进展,并讨论其在体内原位诱导血管再生方面的重要应用。方法：由第一作者检索中国期刊网CNKI全文数据库、万方数据库及ISI Web of Knowledge外文数据库,有关复合纳米纤维小口径管状支架的制备方法、血管支架仿生天然细胞外基质微环境的表面修饰以及种植体植入后生物相容性和安全性评价等方面的文献。结果与结论：静电纺复合纳米纤维制备小口径管状支架,即将天然材料和合成材料共纺在一起,这样既能克服天然生物高分子材料力学性能的不足,又能避免合成材料在生物相容性和安全性的缺陷,成为制备小口径血管组织工程支架的必然趋势。同时制备多层血管,进行功能化修饰,模拟天然细胞外基质的结构和功能,将成为用于心血管组织修复及再生小口径血管组织工程研究的新方向。在获得上述新进展的同时,经动物实验检验的静电纺血管支架以聚合物为主。尽管这类支架采用了各种手段避免血栓、炎症等不良反应,其生物相容性仍旧无法与天然材料相比。由此可见,在天然材料与合成材料之间找到一个最佳比例,使复合材料的力学性能和血管相容性达到一个平衡,将会显著提高静电纺复合纳米纤维支架在小口径血管组织再生中的应用。     

新型组织工程血管材料：静电纺复合纳米纤维小口径管状支架

背景：小口径人工血管对生物相容性和抗凝血的要求远远高于普通大口径人工血管,因此血管移植体内原位诱导组织再生成为了新的研究方向。目的：总结近几年静电纺复合纳米纤维小口径管状支架的主要研究进展,并讨论其在体内原位诱导血管再生方面的重要应用。方法：由第一作者检索中国期刊网CNKI全文数据库、万方数据库及ISI Web of Knowledge外文数据库,有关复合纳米纤维小口径管状支架的制备方法、血管支架仿生天然细胞外基质微环境的表面修饰以及种植体植入后生物相容性和安全性评价等方面的文献。结果与结论：静电纺复合纳米纤维制备小口径管状支架,即将天然材料和合成材料共纺在一起,这样既能克服天然生物高分子材料力学性能的不足,又能避免合成材料在生物相容性和安全性的缺陷,成为制备小口径血管组织工程支架的必然趋势。同时制备多层血管,进行功能化修饰,模拟天然细胞外基质的结构和功能,将成为用于心血管组织修复及再生小口径血管组织工程研究的新方向。在获得上述新进展的同时,经动物实验检验的静电纺血管支架以聚合物为主。尽管这类支架采用了各种手段避免血栓、炎症等不良反应,其生物相容性仍旧无法与天然材料相比。由此可见,在天然材料与合成材料之间找到一个最佳比例,使复合材料的力学性能和血管相容性达到一个平衡,将会显著提高静电纺复合纳米纤维支架在小口径血管组织再生中的应用。     

组织工程皮肤支架材料和种子细胞的研究进展

目的:综述近年来国内外组织工程皮肤种子细胞和支架材料方面的研究进展,介绍了用静电纺丝法制备新型三维纳米纤维支架材料的研究进展及其在组织工程皮肤中的应用前景.资料来源:检索人为第一作者,检索文献时限为1992/2009.检索数据库为CNKI数字图书馆全文数据库,Sciericedirect数据库,I.S.I数据库.中文检索关键词为"组织工程皮肤,创伤修复,种子细胞,支架,静电纺丝".英文检索关键词为"tissue-engineering,skin,wound healing,seed cell,scaffold,electrospunning".资料选择:近年来对皮肤组织工程的研究起着重大影响,以及开启和引领新的方向的重要研究成果.结局评价指标:①与组织工程材料治疗皮肤损伤相关的文章.②与组织工程种子细胞和支架材料相关的文章.③与静电纺丝相关的文章.结果:利用皮肤干细胞的增殖分化特性制备人工皮肤是目前重要的研究方向,较受关注的研究有表皮干细胞、骨髓间充质干细胞、毛囊干细胞和脂肪干细胞等.对于组织工程来说,如何制备出满足应用的细胞对支架的力学性能、物理结构及生物相容性等方面的要求无疑又是一个至关重要的难题.支架材料主要可分为微米级多孔支架材料与纳米纤维支架材料.静电纺丝法是近年来兴起的一种能快速、简便制备纳米纤维支架材料的方法,利用电纺技术制备的支架材料孔隙率高,孔道连通性好,有利于维持创面血运和氧气交换,可有效防止创面水分和蛋白质的流失.结论:组织工程皮肤研究是再生医学的重要组成部分,种子细胞和支架材料基材是其最核心的问题.随着生命科学、纳米技术和计算机技术的不断发展和相互融合,对种子细胞之间相互影响、相互调节机制的研究,以及支架材料的构建和性能研究取得了很大进展.     

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。     

运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性

背景:骨软骨支架是用于承载细胞,供细胞黏附、生长、增殖、分化的载体.目的:总结运动性关节软骨缺损支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物相容性.方法:以"关节软骨,生物材料,工程软骨,支架材料,生物相容性"为中文关键词,以" tissue enginneering,articular cartilage,scaffold material"为英文关键词,采用计算机检索维普数据库、PubMed数据库1993-01/2010-11相关文章.纳入与有关修复关节软骨损伤、生物材料、支架材料、生物相容性等相关的文章.以20篇文献为重点对运动性关节软骨缺损修复用的生物材料的生物相容性进行了讨论.结果与结论:天然软骨支架材料因其具有细胞识别信号,故生物相容性好,细胞黏附率高,但力学性能较差.有些人工合成材料生物相容性不理想、亲水性差、对细胞吸附不足,人工合成高分子聚合物生物相容性良好.复合支架利用不同生物材料的优点克制材料的局限性制备理想的复合支架,其混合比例、混合技术还有待进一步研究.目前尚无一种材料完全满足组织工程的要,通过材料制备技术的改进或将几种不同材料的复合,材料的性能会不断的提高.     

静电纺壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维的细胞相容性

目的:静电纺是一种使带电荷的聚合物溶液或熔体在静电场中射流来制备聚合物纳米级纤维的加工方法,采用此种技术制备壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维,并观察其细胞相容性.方法:实验于2006-11/2007-10在东华大学化学化工与生物工程学院生物材料与组织工程实验室完成.①支架材料制备:以六氟异丙醇/三氟乙酸为溶剂体系,采用静电纺制备复合纳米纤维,其中壳聚糖/胶原蛋白的质量比分别为100:0,80:20,50:50,20:80与0:100.②细胞相容性观察:体外接种猪髋动脉内皮细胞,苏木精-伊红染色法观察细胞形态,MTT法检测细胞黏附和增殖情况.结果:猪髋动脉内皮细胞在壳聚糖/胶原蛋白复合纤维表面贴附牢固,外形饱满,多呈长梭形,具有良好的生长形态;MTT法结果显示纳米纤维能够有效地促进内皮细胞在材料表面的黏附和增殖,质量比为20:80材料组细胞黏附、增殖能力最强,其次为50:50组.结论: 静电纺壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维具有良好的细胞相容性,可望成为一种新型的组织工程支架材料.     

组织工程窦房结支架材料的选择与展望

目的:总结目前心脏组织工程支架材料的发展现状,对窦房结组织工程的支架材料的选择提出意见,并展望未来支架材料的发展方向。资料来源:应用计算机检索PubMed数据库1995-01/2006-08的相关文章,检索词“tissue engineering,cardiac,scaffold-materials,sinuatrial-node”并限定文章语言种类为English。同时计算机检索中文科技期刊数据库(维普资讯)2000-01/2006-08的相关文章,检索词“组织工程,心脏,支架材料”限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,纳入标准:①组织工程窦房结的发展现状。②组织工程心脏的支架材料的发展现状和展望。排除标准:重复性研究。然后查找余下文章的全文,进一步判断目前支架材料的发展现状。资料提炼:共检索到文献132篇,其中外文心脏组织工程121篇,与支架材料有关的26篇;中文文献11篇,根据相应标准排除重复的文献,选取4篇应用。资料综合:在目前心脏组织工程中,研究主要集中于组织工程瓣膜和心肌,对于窦房结的组织工程的研究较少,在研究中采用的支架材料主要有3类:①合成的可降解高分子材料。②天然的可降解高分子材料。③去细胞基质材料。在研究中发现3种材料各有其优缺点,天然材料的组织相容性好,但是机械力学差,而合成的高分子材料则相反,去细胞基质的脱细胞处理方法仍在进一步改进中,因此,对于某一特定器官的组织工程,要根据其特定的需要来选择合适的支架材料。结论:天然的高分子材料有利于细胞的生长、增殖,其组织相容性好,很少发生免疫排斥反应,可以作为目前组织工程窦房结的支架材料。但未来根据窦房结细胞的特点,研制专门的支架材料是其发展方向。     

纳米支架与关节软骨重建

背景:纳米羟基磷灰石因具有与骨组织中天然羟磷灰石晶体尺寸相关的特性以及具有良好的生物相容性和骨传导性,被广泛用于骨组织工程。目的:对纳米支架材料的性能进行阐述,探讨仿生多层纳米支架构建和纳米支架体内试验研究的新进展。方法:由作者应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库1979/2011,在英文标题和摘要中以"cartilage,nano"和"cartilage,nanofiberornanofibrous"检索,中文文献检索以"软骨,纳米,支架"为关键词,选择内容与纳米支架、软骨损伤修复与软骨组织工程相关的文章,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章,共纳入50篇文献。结果与结论:软骨自我修复能力有限,软骨组织工程作为一种新治疗手段为其治愈提供了可能,纳米支架则以其优越的性能成为软骨组织修复的重要生物材料,纳米支架的仿生分层设计与制备及其生物性能的最优化,以及大宗样本临床试验的缺乏成为制约纳米支架材料应用于临床软骨缺损修复的关键问题。