骨组织工程中细胞与细胞外基质材料间的相互作用

骨缺损的治疗是骨科临床上的难题之一，骨组织工程近年的迅速发展为人们解决大段骨缺损的治疗难题提供了另一种途径。在骨组织工程研究中，细胞与支架材料的相互作用一直都是研究的重要领域，其核心是种子细胞在细胞外基质支架材料上的黏附。细胞在支架上迁移、分化和增殖等生物活动等，都以细胞与支架间的黏附为基础，黏附的差异必将会影响细胞的增殖、分化等一系列反应。细胞与支架材料的黏附形成涉及复杂的信号转导及相关分子表达的调节，并受多种因素的影响和调节。     

骨组织工程中支架材料的研究进展

因创伤、感染、肿瘤、骨坏死及先天畸形等多种疾病引起的骨缺损临床常见，但治疗困难。近代组织工程学的发展为骨缺损的修复开辟了新的途径。骨组织工程学作为此学科的一个重要组成部分，已经被认为是目前最有前途和可行性的一个领域，在基础研究和临床应用等方面均取得了很大进展。骨组织工程学研究主要有三个方面：种子细胞、支架材料、生长因子。支架材料连接细胞与组织的框架、信号分子的载体、骨组织繁殖分化和代谢的场所。骨组织工程支架材料对骨缺损的修复有重要影响。理想的支架材料应具备的特性包括［1］：①良好的生物相容性。材料本身及其降解产物应无不良反应，不引起炎症反应，且要有利于细胞的黏附、增殖、生长和分化。②良好的生物降解性。当支架材料的支架作用完成后，其应该能被人体降解并被人体吸收。支架的降解速度应与组织细胞的生长速度保持动态平衡。③具有三维立体多孔结构。一般要求支架材料具有一定的孔隙率，孔隙率应达90％以上，以利于营养和氧气的吸收和代谢产物的排出，以及神经和血管的生长。④良好的材料‐细胞界面。材料要为细胞的黏附和增殖提供良好的界面，以促进细胞的生长，特别是能激活细胞特异基因，保证正常细胞表型的表达。⑤可塑性和一定的机械强度。支架材料应能预先加工成与缺损区相匹配的形态结构，并能够为新生组织提供良好的机械支撑。⑥支架材料易于消毒、保存，且消毒后支架材料的内部结构完整无破坏。在骨组织工程学研究中，寻找理想的支架材料是一大热点。     

胶原-纳米羟基磷灰石复合支架的细胞相容性

背景:观察成骨细胞在生物材料上的形态、增殖和分化等项目,可评估生物支架材料的生物相容性。目的:观察复合支架材料纳米羟基磷灰石/胶原对成骨细胞增殖、分化的影响。方法:取新生24h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养,取第3代细胞与纳米羟基磷灰石/胶原支架或普通羟基磷灰石材料体外复合培养。培养3,6,9d后,观察材料周边的细胞形态及支架材料对细胞分化、增殖的影响。结果与结论:纳米羟基磷灰石/胶原材料较普通的羟基磷灰石材料更有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,证实其生物相容性更好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

胶原-纳米羟基磷灰石复合支架的细胞相容性

背景：观察成骨细胞在生物材料上的形态、增殖和分化等项目,可评估生物支架材料的生物相容性。目的：观察复合支架材料纳米羟基磷灰石/胶原对成骨细胞增殖、分化的影响。方法：取新生24h内Wistar大鼠的颅盖骨,采用改良胶原酶消化法进行成骨细胞原代培养,取第3代细胞与纳米羟基磷灰石/胶原支架或普通羟基磷灰石材料体外复合培养。培养3,6,9d后,观察材料周边的细胞形态及支架材料对细胞分化、增殖的影响。结果与结论：纳米羟基磷灰石/胶原材料较普通的羟基磷灰石材料更有利于成骨细胞的黏附、生长、分化、增殖,证实其生物相容性更好,有望成为一种新型的骨组织工程支架材料。     

骨膜细胞在骨组织工程中的应用

随着骨科学的发展,骨组织缺损治疗这一难题尤显突出,急需一种更为有效的疗法.骨膜中存在能够自我复制并能多向分化的骨祖细胞,在机体损伤时参与组织的修复.骨膜细胞的体外培养及骨膜细胞注射治疗小范围骨缺损已获得成功.实验表明,在适合的支架材料上,骨膜细胞可在一些特定的细胞因子调控下分化成骨,这些新生骨在组织形态及化学成分上与体内天然骨基本一致,并且能够与天然骨接合并继续生长.探寻合适的支架材料及体外诱导条件,使骨膜细胞能真正实现体外成骨,形态可塑,是骨组织工程临床应用的关键所在.     

墨鱼骨转化羟基磷灰石制备及细胞相容性

背景：从自然界中寻找骨移植替代材料来充填骨缺损是目前骨组织工程支架是研究的热点。目的：探索墨鱼骨转化羟基磷灰石三维支架及其作为骨组织工程支架材料的可行性。方法：以墨鱼骨为原料,与磷酸氢二铵在特定条件下发生水热反应,利用X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱法和扫描电镜分别对水热反应产物进行表征。结果与结论：墨鱼骨水热反应产物为羟基磷灰石。墨鱼骨转化羟基磷灰石保持了良好的文石相结构,将其与MG63细胞体外培养并考察其细胞相容性,证实墨鱼骨转化羟基磷灰石材料对细胞的生长无明显影响且无明显毒性,不影响细胞的正常增殖,可作为新型骨组织工程细胞支架材料。     

骨组织工程支架材料的种类及发展趋势

组织工程支架材料不仅在细胞黏附、增殖和新骨组织形成中为细胞提供结构支撑,而且还起到模板作用,引导组织再生和控制组织结构.寻找一种既有良好生物相容性和生物降解性又具有特定形状的支架材料是骨组织工程的一个重要方面.文章对用于骨组织工程支架材料的天然高分子材料、人工合成聚合物及无机材料及复合材料等的研究现状进行探讨,并分析这些材料的优缺点及骨组织工程支架材料的发展趋势.     

骨组织工程支架材料在临床中的应用

应用于临床的骨组织工程支架材料有何特点? 骨组织工程包括3个关键因素:信号分子、支架材料和种子细胞.其中支架材料的选择是骨组织工程的核心问题,而应用于临床是骨组织工程的最终目的.理想的骨组织工程支架材料应具备以下条件:①良好的组织相容性和良好的表面活性,有利于细胞的黏附,并为细胞在其表面生长、增殖和基质分泌提供良好的微环境.     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

背景：目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等,上述材料各有优缺点,为了充分发挥各类材料的优势,弥补其不足,目前多采用联合材料制备复合支架。目的：制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原,并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。方法：制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料,扫描电镜观察支架材料表面微观形貌;采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合,高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律;将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上,以未复合多肽的支架材料作为对照,检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。结果与结论：壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状,孔径10~100μm;骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出;在复合多肽的仿生支架材料表面,骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组（P〈0.05）,而增殖能力与对照组差异无显著性意义（P〉0.05）。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料,具有良好的细胞相容性。     

仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原的制备及其细胞相容性

背景:目前骨组织工程常用的支架材料主要有无机材料、有机高分子材料及天然衍生材料等,上述材料各有优缺点,为了充分发挥各类材料的优势,弥补其不足,目前多采用联合材料制备复合支架。目的:制备新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原,并观察其对骨髓间充质干细胞增殖、黏附及分化的影响。方法:制备壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原复合支架材料,扫描电镜观察支架材料表面微观形貌;采用真空吸附法将骨形态发生蛋白7多肽与支架材料复合,高效液相色谱仪检测骨形态发生蛋白7多肽在体外的释放规律;将骨髓间充质干细胞接种到复合骨形态发生蛋白7多肽的仿生支架材料上,以未复合多肽的支架材料作为对照,检测支架材料表面细胞增殖、黏附率、生长形态及碱性磷酸酶活性。结果与结论:壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原支架材料呈多孔状,孔径10~100μm;骨形态发生蛋白7多肽可以从支架材料中缓慢释出;在复合多肽的仿生支架材料表面,骨髓间充质干细胞的黏附及向成骨细胞方向分化能力均明显强于对照组(P<0.05),而增殖能力与对照组差异无显著性意义(P>0.05)。说明新型仿生支架材料骨形态发生蛋白7多肽/壳聚糖/纳米羟基磷灰石/胶原是一种理想的骨组织工程支架材料,具有良好的细胞相容性。