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     

组织工程软骨支架材料的应用选择

背景:软骨损伤后几乎不可能完全修复,近年来采用组织工程学方法构建软骨复合组织已成为软骨修复方面新的研究领域.其中支架材料在软骨修复过程中起着至关重要的作用,支架材料的选择也就影响着整个修复过程.目的:全面了解组织工程软骨支架材料的优缺点,并对其选择进行综述.方法:由第一作者于2010-11在CBM、PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)、万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn)及google学术网检索组织工程软骨支架材料方面的内容,检索时限为1990/2010,英文检索词为"cartilage,tissue engineering,scaffold materials,bone mesenchymal stem cell",中文检索词为"软骨,组织工程,支架材料,骨髓间充质干细胞",排除重复性研究.结果与结论:计算机初检得到1 185篇文献,阅读标题和摘要进行初筛,排除因研究目的与本文无关及内容重复的研究1 142篇,共保留其中的43篇进行归纳总结,最终引入文献29篇.结果提示,目前应用于组织工程的支架不论是天然的还是人工合成的,都存在一定的缺陷,如体内降解速度过快或过慢,生物相容性不佳、引起炎症等问题.最重要的是组织工程软骨支架距临床应用仍有很大差距,而未来组织工程支架材料的研究重点是改进现有材料和制备工艺,研制复合材料、仿生材料、纳米材料及改性天然材料等.     

组织工程软骨支架材料的应用选择

背景：软骨损伤后几乎不可能完全修复,近年来采用组织工程学方法构建软骨复合组织已成为软骨修复方面新的研究领域。其中支架材料在软骨修复过程中起着至关重要的作用,支架材料的选择也就影响着整个修复过程。目的：全面了解组织工程软骨支架材料的优缺点,并对其选择进行综述。方法：由第一作者于2010-11在CBM、PubMed数据库（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed）、万方数据库（http：//www.wanfangdata.com.cn）及google学术网检索组织工程软骨支架材料方面的内容,检索时限为1990/2010,英文检索词为＂cartilage,tissue engineering,scaffold materials,bone mesenchymal stem cell＂,中文检索词为＂软骨,组织工程,支架材料,骨髓间充质干细胞＂,排除重复性研究。结果与结论：计算机初检得到1185篇文献,阅读标题和摘要进行初筛,排除因研究目的与本文无关及内容重复的研究1142篇,共保留其中的43篇进行归纳总结,最终引入文献29篇。结果提示,目前应用于组织工程的支架不论是天然的还是人工合成的,都存在一定的缺陷,如体内降解速度过快或过慢,生物相容性不佳、引起炎症等问题。最重要的是组织工程软骨支架距临床应用仍有很大差距,而未来组织工程支架材料的研究重点是改进现有材料和制备工艺,研制复合材料、仿生材料、纳米材料及改性天然材料等。     

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。     

骨及软骨组织工程支架材料

生物降解性三维支架材料在骨组织工程制备中起着十分重要的作用,它与种子细胞共同构成组织工程的核心-三维空间复合体。目前取得较好效果的骨及软骨组织工程支架材料,主要由L-聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物等加工而成的纤维网状或微孔海绵状材料。     

软骨组织工程中支架材料的文献回顾

背景:目前报道的软骨组织工程支架材料,大体分为天然高分子材料、人工合成可降解材料、天然材料与合成高分子材料复合构造的新型生物材料和纳米材料4大类。目的:总结近年来国内外关于组织工程支架材料的文献,对其进行简要综述,并探讨目前存在的问题和应用前景。方法:由第一作者应用计算机检索PubMed数据库及中国期刊网全文数据库1997-01/2011-01有关软骨组织工程支架材料的文章,英文检索词为"natural polymer materials,synthetic materials,new biological materials,nanometer materials,scaffold materials,cartilage tissue engineering",中文检索词为"天然高分子材料,人工合成材料,新型生物材料,纳米材料,支架材料,软骨组织工程"。排除重复性研究,共保留33篇文献进行综述。结果与结论:软骨组织工程支架已由先前的单一材料逐渐向复合材料转变,其孔隙率更高、抗原性更低、组织相容性更好,软骨细胞的黏附及增殖更好。结合计算机辅助设计和三维打印快速成形技术,将生物可降解材料预制加工成精确形状,通过降解速率较慢的内支撑支架,维持材料支架的精确外形,研发具有一定机械强度、适当孔径和精确外观形状的可降解生物支架材料是未来的发展方向。     

软骨组织工程中支架材料的文献回顾

背景：目前报道的软骨组织工程支架材料,大体分为天然高分子材料、人工合成可降解材料、天然材料与合成高分子材料复合构造的新型生物材料和纳米材料4大类。目的：总结近年来国内外关于组织工程支架材料的文献,对其进行简要综述,并探讨目前存在的问题和应用前景。方法：由第一作者应用计算机检索PubMed数据库及中国期刊网全文数据库1997-01/2011-01有关软骨组织工程支架材料的文章,英文检索词为＂natural polymer materials,synthetic materials,new biological materials,nanometer materials,scaffold materials,cartilage tissue engineering＂,中文检索词为＂天然高分子材料,人工合成材料,新型生物材料,纳米材料,支架材料,软骨组织工程＂。排除重复性研究,共保留33篇文献进行综述。结果与结论：软骨组织工程支架已由先前的单一材料逐渐向复合材料转变,其孔隙率更高、抗原性更低、组织相容性更好,软骨细胞的黏附及增殖更好。结合计算机辅助设计和三维打印快速成形技术,将生物可降解材料预制加工成精确形状,通过降解速率较慢的内支撑支架,维持材料支架的精确外形,研发具有一定机械强度、适当孔径和精确外观形状的可降解生物支架材料是未来的发展方向。     

不同材料构建组织工程软骨及支架的应用

背景：组织工程技术的发展为软骨的再生和修复提供了新的途径,根据软骨自身的结构和特点,作为人工软骨的替代材料和支架材料应具有良好的生物力学性能。目的：总结运动性关节软骨损伤修复材料及其支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物力学特征,评价目前组织工程软骨材料应用的性能及发展前景。方法：以＂组织工程;软骨组织;支架材料;生物相容性＂为关键词,应用计算机检索维普数据库和PubMed数据库中1990-01/2011-04关于组织工程软骨应用研究的文章,纳入与有关生物材料与组织工程软骨相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以24篇文献为主重点进行了讨论组织工程软骨材料的种类、性能及其应用效果和前景。结果与结论：目前关节软骨修复领域以自体软骨移植效果为最佳,骨髓基质干细胞在离体试验及动物实验中研究较多,在临床应用中较少,尚在探索阶段。支架材料的应用比较繁复,天然材料、人工合成材料以及复合材料都存在一定的不足,虽然复合材料成为研究的热点,但是某些性能并不能很好地符合支架要求,并且在机体内这些材料所带来的长期影响还不能预见,这就迫切需要新材料的出现,来更好地满足组织软骨织支架的要求,达到修复和重建的目的。     

新型组织工程软骨支架材料及其构建技术的改进

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。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。     

不同种类组织工程软骨支架材料的临床应用及其发展方向

关节软骨组织工程支架材料来源广泛，胶原、聚乳酸杂化材料、壳聚糖及脱细胞细胞外基质等均具有生物相容性和安全性，理化性能稳定，在组织工程中有非常好的应用前景。另外复合材料制成的支架显示比单一材料支架有明显的优势，研制复合材料、仿生材料、改性天然材料、智能材料以及纳米技术支架材料是今后支架材料的发展方向。     

组织工程化软骨材料的特征

支架可为诱导和加速新生软骨组织的生成提供理想的三维环境,理想软骨组织工程支架应该具备以下条件：①直接的、可控制的生物降解。②促进细胞的活化、分化和细胞外基质的产生。③黏附性,能与周围的自体软骨组织融为一体。④能恰如其分地填补软骨缺损。⑤根据软骨的缺损部位提供必要的机械强度。⑥无毒的、非免疫源的且不能引起炎症反应。⑦可输送营养和代谢产物。目前,大量天然和合成的高聚物材料已被用于软骨修复支架的研究,这些高聚物材料按形态结构可分为：水凝胶、海绵及纤维网丝等。具有生物活性的天然高聚物支架包括：藻（朊）酸盐,琼脂糖,纤维蛋白,透明质酸,胶原,凝胶明胶,壳聚糖,硫酸软骨素和纤维素等。用于软骨修复的合成高聚物包括：聚α-羟基酯、聚乙二醇、聚NiPAAm、聚丙烯-反丁烯二酸、聚丙烯反丁烯二酸、聚氨酯聚氨基甲酸酯等。     

组织工程软骨缝合技术及缝合材料的研究与进展

背景:软骨组织的生理特征及其功能结构特点表面,其受损后自我康复较难,根据其受伤特点及受损区域可以进行相应缝合,但缝线材料的选择尤为重要,随着可吸收缝线材料的研制与运用,为软骨组织缝合技术的运用提供了更大保障.目的:文章综述了软骨组织生理特征,医用缝合线材料研究进展及其运用情况,着重介绍了可吸收缝线的材料学特征及其临床运用效果,指导临床合理选择材料和对新材料进行开发或研制.方法:应用计算机检索CNKI和PubMed数据库中1993-01/2011-01关于软骨损伤及医用缝线材料的文章,在标题和摘要中以"软骨;缝合线;材料"或"Cartilage; Seam; materials"为检索词进行检索.选择文章内容与缝线材料相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章.初检得到193篇文献,根据纳入标准选择30篇文章进行综述.结果与结论:软骨的生理特征制约着自我修复的效果,一般认为较难恢复,所以大多采用切除手术,但切除手术后期效果不理想,应尽量保留软骨组织,同时研究发现软骨组织周边区域具有一定的自我修复功能,所以对于规则性裂伤进行缝合康复,后期效果较好.但又由于软骨组织特殊的功能结构及需体内手术,所以不可吸收缝合线很难避免二次伤害及手术效果不理想,可吸收缝合线的出现为软骨组织的缝合康复及其缝合技术的发展提供了更大可能和保障,随着缝合技术的进步及新型材料的研制成功,软骨缝合作为一种组织工程修复手段将会得到逐步运用和改良.     

组织工程软骨缝合技术及缝合材料的研究与进展

背景：软骨组织的生理特征及其功能结构特点表面,其受损后自我康复较难,根据其受伤特点及受损区域可以进行相应缝合,但缝线材料的选择尤为重要,随着可吸收缝线材料的研制与运用,为软骨组织缝合技术的运用提供了更大保障。目的：文章综述了软骨组织生理特征,医用缝合线材料研究进展及其运用情况,着重介绍了可吸收缝线的材料学特征及其临床运用效果,指导临床合理选择材料和对新材料进行开发或研制。方法：应用计算机检索CNKI和PubMed数据库中1993-01/2011-01关于软骨损伤及医用缝线材料的文章,在标题和摘要中以＂软骨;缝合线;材料＂或＂Cartilage;Seam;materials＂为检索词进行检索。选择文章内容与缝线材料相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到193篇文献,根据纳入标准选择30篇文章进行综述。结果与结论：软骨的生理特征制约着自我修复的效果,一般认为较难恢复,所以大多采用切除手术,但切除手术后期效果不理想,应尽量保留软骨组织,同时研究发现软骨组织周边区域具有一定的自我修复功能,所以对于规则性裂伤进行缝合康复,后期效果较好。但又由于软骨组织特殊的功能结构及需体内手术,所以不可吸收缝合线很难避免二次伤害及手术效果不理想,可吸收缝合线的出现为软骨组织的缝合康复及其缝合技术的发展提供了更大可能和保障,随着缝合技术的进步及新型材料的研制成功,软骨缝合作为一种组织工程修复手段将会得到逐步运用和改良。     

组织工程韧带支架材料的选择及其生物相容性

目的:总结修复韧带损伤的主要生物材料及研究进展,强调韧带的损伤类型,评价修复运动性韧带损伤中所应用的组织工程韧带支架的各种生物材料的性能和应用,寻找合理的组织工程韧带支架材料.方法:由第一作者采用电子检索的方式,在PubMed数据库及万方数据库中检索1999-01/2010-07有关生物材料应用于组织工程韧带支架的研究文章,中文关键词为"重建韧带,生物材料,人工韧带,组织工程,支架材料";英文关键词为"cruciate ligamen,LARS artificial ligament,ligament reconstruction".排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入19篇文献进行评价.结果:论述了组织工程支架材料的选择及其生物相容性,虽然目前的研究取得了较大的进步,但仅处在起步阶段,距离大规模的临床应用还很远.结论:天然及合成高分子材料作为组织工程支架材料都有各自的优缺点,绝大多数还处于研究阶段,尚未应用至临床,因此改进他们作为支架材料的性能是目前研究的主要方向之一.     

组织工程软骨支架材料研究热点与软骨运动损伤的修复

背景:从大量研究资料来看,运用组织工程支架材料修复软骨损伤日趋成熟与多样,构建生物特性与正常关节软骨相似的组织工程软骨已经成为目前研究的热点.目的:对软骨生理特点及损伤因素进行探讨,对目前在关节软骨修复中的生物支架材料进行分类和归纳.方法:作者应用计算机检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm),在标题和摘要中以"Cartilage,Damage,Biological Materials,Suppor"或"软骨,损伤,生物材料,支架"为检索词进行检索.选择文章内容与软骨支架材料治疗手段、材料学特点、生物相容性及其应用效果相关,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28篇文献.结果:人体软骨组织损伤后自我康复较难,植入组织工程支架材料成为软骨组织修复的重要手段.软骨组织工程支架材料的选择与研制经历了天然材料、合成材料等由单一材料向复合材料研制的快速发展时期,可注射材料、基因技术和纳米材料以及改性修饰材料技术的运用,正成为目前研究的热点和发展趋势.     

软骨组织工程与耳鼻咽喉组织工程软骨

组织工程的核心是建立有种子细胞和生物材料构成的三维空间复合体,复合体为种子细胞提供获取营养、气体交换,废物排泄和生长代谢的场所,随着种子细胞生长分化和生物材料的降解吸收,最终形成新的、能永久替代、具有与原组织或器官相同形态和功能的有生命力的生物体,也即组织和器官的再生。软骨由于其独特的组织结构和缺损修复应用的迫切性,成为当前组织工程研究的热点之一,已取得重要进展。     

软骨组织工程常用支架制备技术

随着软骨组织工程的发展,如何获得理想的支架已成为这一课题的核心热点和难点.软骨组织工程式支架要求具有特定的物理、生化特性,例如极强的生物相容性、合适的生物降解性、可控的孔径大小、足够的孔隙率队等.而这些性能的获得主要与两方面的因素有关,一是支架材料本身的影响,二是支架制备技术的选择.本综述对三维多孔支架的制备技术进行了较为全在的回顾.主要介绍了溶剂浇铸/粒子沥滤技术、相分离/冻干技术、水凝胶技术、气体发泡技术、静电纺丝技术、快速成型法.通过比较不同支架制备技术对支架结构和性质的影响,总结分析了各种技术的优缺点,同时对软骨组织工程中支架制备技术的发展趋势进行了展望.     

Bioreactor studies of natural and tissue engineered cartilage

Bioreactors provide controlled environments for tissue cultivation and evaluation of the effect of specific biochemical and physical parameters on in vitro chondrogenesis. The hydrodynamic environment is expected to modulate the in vitro tissue formation in at least two ways: directly via hydrodynamic effects on cell morphology and function, and indirectly via flow-induced mass transfer of nutrients and metabolites. We investigated and compared the effects of three different hydrodynamic environments: static flasks (tissues fixed in place, static medium), mixed flasks (tissues fixed in place, unidirectional turbulent flow) and rotating bioreactors (tissues dynamically suspended in laminar flow) on the morphology and composition and metabolic function of engineered and natural cartilage over an in vitro culture period of 6 weeks. In general, engineered and natural cartilage responded in a similar manner. Static conditions were associated with increased rates of GAG release into tissue culture medium and the formation of an outer fibrous capsule in both engineered and natural cartilage. In contrast, dynamic laminar flow in rotating bioreactors provided efficient oxygen supply and resulted in the retention of newly synthesized macromolecules, the maintenance of cartilaginous tissue morphology, and the best overall tissue structure and composition for both engineered and natural cartilage.