心肌组织工程细胞外基质的研究进展

心肌组织工程技术的问世良好地解决了心肌梗死后组织细胞移植过程中出现的一系列问题,同时也建立为选择更好材料及更好移植手段的技术平台。但无论是动物实验研究还是最近的临床试验都表明,目前细胞移植手段仍存在不少缺陷,主要在于优良种子细胞的缺乏以及移植后细胞的低生存率和低分化率。在这种背景下,作为心肌组织工程支架材料的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)越来越受到人们的关注和重视,成为近些年来医学研究的前沿和热点。而ECM也不再仅仅被理解为一种支架材料或是一种组织,而是能为细胞提供必要信号、影响细胞内增殖、分化和代谢重要途径的关键角色。ECM相关模型大致可分为以下几类:天然生物支架材料、人工合成高分子支架材料以及物理和生物学特性更加平衡的复合支架材料。我们对近几年心肌组织工程领域ECM方面的研究进展及ECM的材料进行综述。     

脱细胞技术及其在组织工程中的应用研究进展北大核心CSCD

目的对获取组织细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的脱细胞方法及脱细胞ECM支架在组织工程领域的应用进行综述。方法查阅近年国内外相关文献,对脱细胞方法进行归纳和分类,分析灭菌方法对脱细胞支架的影响,提出脱细胞程度的评价标准,总结脱细胞ECM支架在不同组织器官中的应用。结果脱细胞方法主要有物理法、化学试剂法和生物制剂法,不同的脱细胞方法对细胞去除程度及ECM成分的影响不同,需要根据组织和脱细胞方法的特点选择最佳脱细胞方法,以达到理想效果。结论选择合适的脱细胞方法对制备组织工程所需的生物材料非常重要。     

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。     

组织工程细胞外基质材料研究进展

目的综述细胞外基质(extracellular matrix,ECM)材料在组织工程中的研究现状及临床应用进展。方法查阅近年来国内外ECM材料制备方法、生物相容性、生物力学特性、可降解性能和临床应用等方面的相关文献,并进行分析总结。结果 ECM制备方法的改进和免疫特性认识的深入,为其用于组织的修复重建奠定了一定基础。一系列动物实验研究表明了小肠黏膜下层、膀胱ECM、脱细胞真皮等ECM材料应用于尿道、膀胱、动脉、皮肤等组织器官修复重建的可行性和有效性,显示其具有广阔的临床应用前景。结论 ECM材料是一种良好的生物衍生支架材料,有望成为组织修复重建中替代材料的重要来源。     

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,     

脂肪组织工程支架材料的研究进展

组织工程的核心是建立由种子细胞和生物材料支架构成的三维空间结构复合体,生物材料是组织工程发展的关键,随着材料科学、化学和生物学的发展,各种适合细胞生长、繁殖和分化的天然和合成的可降解材料被用来制作组织工程支架。要成功构建工程化的脂肪组织,选择适当的支架材料是必不可少的。支架材料为种子细胞提供贴服场所,而     

纤维环组织工程的发展及挑战

目的对纤维环组织工程的材料及应用前景进行综述。方法广泛查阅近年来有关纤维环组织工程的相关文献,对种子细胞、生物活性分子及生物材料的研究进展进行综述。结果 MSCs是种子细胞的理想选择;当纤维环细胞和MSCs联合培养时,两者最佳培养比例为2∶1。生物活性分子可分成生长因子、形态因子、酶抑制剂和细胞内调节剂四种类型,它们在促进纤维环细胞外基质分泌、维持椎间盘内环境稳态及代谢平衡方面发挥积极作用。生物材料依据材料来源分为天然材料、人工合成材料和复合材料;纤维环的力学特性是材料设计的重要依据。当前尚无公认的最合适支架材料,支架材料选择仍需进一步研究;新型复合材料的开发是发展趋势。结论纤维环组织工程在纤维环再生修复研究中具有广阔临床应用前景。     

骨骼肌组织工程支架材料的研究进展

目的综述骨骼肌组织工程支架材料的研究现状,展望骨骼肌组织工程支架材料的发展方向。方法查阅近年来关于骨骼肌组织工程支架材料的相关文献,并从骨骼肌组织工程支架材料的种类、特性、制备技术、生物相容性等方面进行回顾及综合分析。结果骨骼肌组织工程支架材料种类繁多,大致可分为无机生物材料、生物可降解合成高分子材料、天然可降解生物材料和复合材料等4种,对不同特性的支架材料,制备工艺不同,制备出的支架各有其结构和功能优势,可根据不同的研究需求进行选择。结论复合材料的应用、复合支架的制备以及根据支架材料所需特定功能对其表面进行改性,是骨骼肌组织工程支架材料应用的发展方向。     

组织工程皮肤种子细胞和支架材料的研究现状

皮肤是面积最大的人体器官,也是人体面对外界的第一重保护屏障.大面积的皮肤损伤可引起机体一系列的病理变化,严重者可造成死亡.随着细胞生物学、分子生物学及材料学的发展,组织工程皮肤产品应运而生;其不会造成皮瓣移植的大面积再损伤,也能够给大面积皮肤缺损患者及时的皮肤覆盖保护.组织工程的三要素为:种子细胞,生物支架材料和体内微环境[1].其中,种子细胞和支架材料的选择是组织工程的基本环节.笔者将围绕干细胞与天然可降解生物材料在皮肤组织工程中的应用作一综述.     

基于生物材料构建人工真皮支架的研究进展

在创面修复领域中, 无瘢痕愈合以及完整重建皮肤功能是临床及基础研究面临的重大挑战。目前, 已有多种人工真皮支架被用于临床创面修复, 以解决组织缺损导致的皮肤结构失调等问题。皮肤组织工程研究中用于制作人工真皮支架的生物材料主要包括天然生物材料、生物合成材料以及有机高分子材料这3类。该文综述了生物材料的生物相容性、生物活性、可降解性及生物材料对创面愈合的作用, 并概述了基于生物材料、创面愈合细胞及相关细胞因子的人工真皮支架构建策略。     

Myocardial tissue engineering: the extracellular matrix

More than a decade after the first reports on successful three-dimensional cardiac cell culture for experimental and potential therapeutic application, the interest and experimental efforts in the field of myocardial tissue engineering continues to grow. The hope that tissue cultures may one day act as graft substitute for malfunctioning myocardium continues to drive current scientific activity. Against this background interest seem to have progressively shifted towards the aim of engineering single tissue components. Accordingly, elements of the extracellular matrix (ECM) have gained increasing attention as potentially crucial mediators in developing and maintaining the characteristics of three-dimensional cardiac cell cultures. The ECM is now no longer regarded as merely a scaffold for developing tissue, a concept that is widely acknowledged in modern tissue engineering. The understanding of the role of precursor and stem cells has highlighted new complicated aspects of cell proliferation and differentiation and ECM proves to play an important role in providing essential signals to influence major intracellular pathways such as proliferation, differentiation and cell metabolism. Furthermore, progress in biochemical engineering has provided the perspective of application of synthetic ECM-linked molecules with bioactive potential. With the advent and continuous refinement of cell removal techniques, a new class of native acellular ECM has emerged with some striking advantages. The presently available ECM materials aim to closely resemble the in vivo microenvironment by acting as an active component of the developing tissue construct. It is therefore not surprising that most of the focus in myocardial tissue engineering has been on cell-matrix interaction, for both naturally derived and synthetic ECM. This article provides a review of established models of myocardial tissue engineering with respect to the employed ECM materials including current frontiers in material development.     

胶原复合支架在血管组织工程中的应用

目的综述胶原与可降解高分子材料复合支架在血管组织工程中的应用,介绍近年来基于胶原材料制备的多层血管支架。方法查阅近年来胶原复合支架作为组织工程血管支架材料的相关文献,并进行综述。结果作为天然血管的结构蛋白之一,胶原因其良好的组织相容性、可降解性以及具有细胞识别信号等特点,广泛应用于血管组织工程。胶原复合高分子材料可制备具生物活性、力学性能良好的血管支架,其中多层血管支架更可在结构和功能上模拟天然血管。结论胶原复合高分子材料是目前血管支架研究的热点,其中多层血管支架已成为研究的新趋势。     

软骨组织工程支架材料研究进展

各种原因引起的关节软骨损伤在临床工作中非常常见,但临床治疗手段有限,组织工程的发展为关节软骨损伤的修复提供了新的途径。在软骨组织工程中支架材料起着重要作用,选择合适的载体是一个首先要解决的问题。本文对目前软骨组织工程支架材料的现状做一综述,指出了当前软骨组织工程所面临的问题,并针对此问题对未来软骨组织工程材料的研究作出了展望。     

肌腱和韧带组织工程支架材料研究进展

肌腱和韧带损伤的修复治疗方法包括自体移植、异体移植和合成假体替代物的植入.组织工程肌腱和韧带作为生物性替代治疗具有其独特的优点,支架材料作为绀织工程的重要部分对肌腱和韧带的成功构建起着重要的作用.本文就近年来用于肌腱和韧带组织工程的天然和人工合成的支架材料进行综述.     

Cellular therapy and myocardial tissue engineering: the role of adult stem and progenitor cells.

Acquired cardiovascular diseases and complex congenital heart diseases are leading causes of morbidity and mortality. Cellular therapy and tissue engineering are emerging as promising alternative approaches to treat cardiovascular diseases. Cellular therapy involves isolating cells and delivering the cells to the site of cardiac injury to restore blood flow and contractility to previously infarcted, scarred or dysfunctional heart. Myocardial tissue engineering, engineered heart tissue by seeding cells in three-dimensional matrices of biodegradable polymers or cell sheet engineering without artificial scaffolds to form new myocardial constructs. Questions are common to both these approaches, such as the best cell source and optimal conditions for therapeutic application. The capabilities of stem cells for pluripotency and long-term self-renewal make it an ideal source for myocardial tissue engineering and cell therapy. We review the current understanding of postnatal adult stem and progenitor cells in cellular therapy and myocardial tissue engineering from a surgical view point, and highlight the latest advances in these exciting fields.     

A new source for cardiovascular tissue engineering: human bone marrow stromal cells

Objective: Vascular-derived cells represent an established cell source for tissue engineering of cardiovascular constructs. Previously, cell isolation was performed by harvesting of vascular structures prior to scaffold seeding. Marrow stromal cells (MSC) demonstrate the ability to differentiate into multiple mesenchymal cell lineages and would offer an alternative cell source for tissue engineering involving a less invasive harvesting technique. We studied the feasibility of using MSC as an alternative cell source for cardiovascular tissue engineering. Methods: Human MSC were isolated from bone marrow and expanded in culture. Subsequently MSC were seeded on bioabsorbable polymers and grown in vitro. Cultivated cells and seeded polymers were studied for cell characterization and tissue formation including extracellular matrix production. Applied methods comprised flow cytometry, histology, immunohistochemistry, transmission (TEM) and scanning electron microscopy (SEM), and biochemical assays. Results: Isolated MSC demonstrated fibroblast-like morphology. Phenotype analysis revealed positive signals for alpha-smooth muscle actin and vimentin. Histology and SEM of seeded polymers showed layered tissue formation. TEM demonstrated formation of extracellular matrix with deposition of collagen fibrils. Matrix protein analysis showed production of collagen I and III. In comparison to vascular-derived cell constructs quantitative analysis demonstrated comparable amounts of extracellular matrix proteins in the tissue engineered constructs. Conclusions: Isolated MSC demonstrated myofibroblast-like characteristics. Tissue formation on bioabsorbable scaffolds was feasible with extracellular matrix production comparable to vascular-cell derived tissue engineered constructs. It appears that MSC represent a promising cell source for cardiovascular tissue engineering.     

应用PLGA生物支架种植自体成纤维细胞进行阴茎增粗的临床研究

目的 观察PLGA支架(Maxpol-T)种植自体成纤维细胞移植进行阴茎增粗的临床安全性和有效性.方法 筛选知情同意下自愿参加临床研究的成年阴茎短小患者,局麻下获取阴囊真皮组织,分离、培养、鉴定、扩增成纤维细胞与Maxpol-T支架共培养后植入阴茎深筋膜下增粗阴茎.分别在手术后1,3,6个月随访,利用量尺和彩色超声比较手术前后阴茎周径变化,利用IIEF5评分表和副作用观察表评估其临床安全性,进行统计学分析.结果 参加临床实验患者24名,完成临床实验22名(91.67%),平均年龄(31.1±8.4)岁.手术前阴茎疲软状态平均周径(8.18±0.83)cm, 阴茎勃起状态平均周径(10.26±1.22)cm.手术后1,3,6个月后阴茎疲软状态平均周径分别为(11.79±1.18)cm,(12.20±1.24)cm,(12.19±1.27)cm,与术前相比差异具有统计学意义(P<0.001).阴茎周径增加2cm以上的临床有效率为95.45%.术后6个月患者满意度调查结果非常满意68.18%,很满意27.27%,满意4.55%,与术前相比差异具有统计学意义(P<0.001).2名患者术后切口乙,I期愈合,其他患者甲,I期愈合.所有患者手术前后IIEF5评估勃起功能无变化.结论 利用生物可降解细胞支架(Maxpol-T)种植体自体成纤维细胞后,手术植入阴茎深筋膜下行阴茎增粗临床安全有效,临床有效率95.45%.手术后迟发性阴茎皮下少量积液发生率8.70%,可能与个别患者对PLGA过敏反应有关.     

计算机辅助成型技术制备骨组织工程支架的研究进展

目的综述计算机辅助成型技术制备骨组织工程支架的应用和相关研究进展。方法广泛查阅近年有关计算机辅助成型技术制备骨组织工程支架的文献,并进行综述。结果近10余年来许多研究致力于计算机辅助成型技术制备骨组织工程支架。该技术包括骨支架建模和骨支架快速成型,骨支架建模方法包括医学计算机辅助设计界面法、STL界面法和反求界面法,反求界面法可以完全模拟正常骨组织,是目前最好的建模方法。快速成型包括多种方法,如熔融沉积技术、三维打印技术、选择性激光烧结技术、三维生物描绘技术、低温沉积制造技术,可以制备出包含骨骼内部结构的三维孔隙结构。结论随着支架建模和制造成型技术的不断改进,计算机辅助成型技术将成为制备骨组织工程支架的主要有效手段。     

明胶/聚己内酯纳米纤维电纺膜在组织工程中的应用进展

天然高分子材料明胶(Gelatin,GT)和人工合成高分子材料聚己内酯(Polycaprolactone,PCL),两者都具有良好的生物相容性和可降解性,已被应用于组织工程研究领域。然而,单一组分的GT和PCL材料存在诸多缺点。GT/PCL复合材料克服了单一组分支架存在的缺点,具有理化性能佳和组分优势互补等特点,可应用于构建组织工程器官和修复组织损伤。本文对GT/PCL纳米纤维电纺膜的特征及其在组织工程多个领域中的应用研究现状进行系统性回顾。