软骨组织工程支架材料研究进展

软骨损伤和缺失后 ,软骨组织的自身修复能力极其有限 ,因此缺损往往不能自行修复 ,其修复和功能重建是修复重建外科十分重要的研究课题之一。现代外科的发展已使人类修复缺损软骨成为可能 ,目前临床上的修复方法主要包括植入自体生物移植物和植入软骨代用品。植入自体生物移植物 ,如骨膜、软骨膜、韧带、软骨等 ,不仅来源非常有限 ,而且会造成供区的畸形和瘢痕 ;软骨代用品 ,如冻干的同种异体软骨、人工合成材料等。植入后易引起排斥反应和感染 ,无法取得良好的术后疗效。 80年代末以来 ,国外学者研究用组织工程的方法修复软骨缺损 ,取得了…     

组织工程软骨支架材料的研究进展

近年来,采用组织工程学方法构建软骨复合组织成为软骨修复方面新的研究领域。在组织工程中,种子细胞、可降解的支架材料以及细胞生长调节因子并称为组织工程的三大基本要素,其中支架材料在软骨修复过程中所起的作用至关重要。组织工程软骨支架材料的目的是为构建软骨细胞提供三维空间结构,有利于细胞的黏附、增殖,为细胞的生长提供良好的生长环境。     

组织工程支架修复脊髓损伤的研究进展

脊髓损伤(spinal Cord Injury，SCI)是骨科领域致残率、死亡率最高的创伤之一，人们不断努力探索神经元轴突再生机制，试图找到有效的治疗方法。目前，治疗SCI的主要策略有：挽救受损神经元，减少其发生迟发性损伤和凋亡；应用刺激神经生长的因子和／或阻断抑制轴突生长和延伸物质的作用，促进受损轴突的再生；组织或细胞(外周神经、胚胎脊髓、神经干细胞、神经胶质细胞等)移植诱导轴突再生和细胞分化。他们对修复SCI起到了很大作用，但尚无根本突破。近年来，运用组织工程支架修复SCI的新思路已日益受到人们重视。     

脊髓组织工程中纳米支架材料的研究进展

随着纳米技术的迅速发展和广泛应用,也为脊髓组织工程生物材料的发展开辟了一个全新的领域.纳米材料因具有一些独特的效应,有利于细胞的黏附、增殖和功能的增强,使其在脊髓损伤修复的研究中将发挥越来越大的作用.     

组织工程三维支架的制备研究进展

组织工程是一个多领域交叉学科,由于其能够成功地制备出用于治疗目的的再生组织．在过去的20年里受到了很大的关注。其运用工程学和生命科学的方法开发出用于修复、重建或改进组织功能的生物替代品。组织工程修复或重建组织首先要把细胞种植在支架上进行体外培养,然后将成熟的组织移植到体内,最后血管开始长人新的组织,支架开始降解。     

石墨烯及其衍生物修复周围神经缺损的研究进展北大核心CSCD

目的对石墨烯及其衍生物在修复周围神经缺损领域的应用现状及进展进行综述。方法广泛查阅近年来国内外相关文献,并进行总结分析。结果体外细胞培养及动物体内实验证实,石墨烯及其衍生物能够有效促进细胞黏附、增殖、分化与神经突的延长。与传统材料相比,其具备良好的导电性、优异的机械性能、较大的比表面积、良好的生物相容性等优势,制备的三维多孔支架能够进一步提高神经修复的效果。结论石墨烯及其衍生物在体内的代谢途径及长期存留体内的反应尚未明确,如何更好地调控其生物降解性、解释其与细胞间确切的电偶联反应机制尚需进一步探索研究。     

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。     

纳米磷酸钙/氧化锆骨组织工程支架体内降解的实验研究

目的研究纳米磷酸钙/氧化锆骨组织工程支架材料体内降解特性,为进一步构建组织工程化纳米人工骨提供研究依据。方法制作兔股部肌袋,将灭菌的纳米磷酸钙/氧化锆骨组织工程支架材料植入肌袋内,在植入4周、8周、12周、16周时取材通过大体、组织学、扫描电镜观察材料降解情况,同时将材料取出后煅烧,测量残余无机物含量,判断降解的量,同时进行X线衍射实验,测量残余材料的组成。结果材料植入8周内降解较慢,生物力学强度减低不明显,12周时降解加速,材料强度明显减低,16周时新骨形成明显,降解残余材料分布于新形成的骨组织内部,X线衍射发现12周时材料内有羟基磷灰石成分出现,提示有新骨形成,16周时羟基磷灰石成分明显增多。结论纳米磷酸钙/氧化锆骨组织工程支架材料具有较好的降解性和生物相容性,具有诱导成骨作用,可作为骨组织工程的支架材料。     

组织工程真皮支架材料的研究进展

组织工程皮肤从概念提出至今发展迅速,而真皮支架材料在组织工程化皮肤构建中具有关键作用。我们从3大类真皮支架材料的理化特性,及生物适用性等方面,对该领域的国内外最新研究现状进行综述,分析了各种支架材料的优势及仍存在的问题,并提出未来可能的发展方向。     

组织工程脊髓支架材料的研究进展

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)治疗的组织工程学策略是希望通过组织水平的脊髓重构以实现脊髓功能的全面恢复.脊髓组织结构特殊、解剖复杂,既是神经元中继站,又是大脑与肢体问感觉、运动信号传导通路的有序、定向排列结构.     

Single walled carbon nanotube composites for bone tissue engineering

The purpose of this study was to develop single walled carbon nanotubes (SWCNT) and poly lactic‐co‐glycolic acid (PLAGA) composites for orthopedic applications and to evaluate the interaction of human stem cells (hBMSCs) and osteoblasts (MC3T3‐E1 cells) via cell growth, proliferation, gene expression, extracellular matrix production and mineralization. PLAGA and SWCNT/PLAGA composites were fabricated with various amounts of SWCNT (5, 10, 20, 40, and 100 mg), characterized and degradation studies were performed. Cells were seeded and cell adhesion/morphology, growth/survival, proliferation and gene expression analysis were performed to evaluate biocompatibility. Imaging studies demonstrated uniform incorporation of SWCNT into the PLAGA matrix and addition of SWCNT did not affect the degradation rate. Imaging studies revealed that MC3T3‐E1 and hBMSCs cells exhibited normal, non‐stressed morphology on the composites and all were biocompatible. Composites with 10 mg SWCNT resulted in highest rate of cell proliferation (p < 0.05) among all composites. Gene expression of alkaline phosphatase, collagen I, osteocalcin, osteopontin, Runx‐2, and Bone Sialoprotein was observed on all composites. In conclusion, SWCNT/PLAGA composites imparted beneficial cellular growth capabilities and gene expression, and mineralization abilities were well established. These results demonstrate the potential of SWCNT/PLAGA composites for musculoskeletal regeneration and bone tissue engineering (BTE) and are promising for orthopedic applications. © 2013 Orthopaedic Research Society Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 31:1374–1381, 2013     

Preservation of conductive propagation after surgical repair of cardiac defects with a bio-engineered conductive patch

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管状膨体聚四氟乙烯用于组织工程支架材料的动物实验研究

目的：研究膨体聚四氟乙烯(ePTFE)植入动物体内后与机体的关系。方法：管状膨体聚四氟乙烯两端闭合，内充DMEM培养液，埋入家兔皮下，观察宿主生命情况，于术后1、2、4、6周取出标本，行大体及光镜下观察。结果：家兔在植入膨体聚四氟乙烯材料及DMEM培养液后存活情况良好，DMEM培养液在1周时即已完全无色透明；4周时膨体聚四氟乙烯与周围组织有粘连，6周时粘连紧密；光镜下观察，各时间点材料间隙均可见着色，1周时可见少量淋巴细胞浸润，无血管及组织细胞。材料内壁未见细胞附着。结论：植入膨体聚四氟乙烯材料及少量DMEM培养液对宿主动物存活无影响；管内外液体可相互交通，管状膨体聚四氟乙烯可作为组织工程化尿道的支架材料。     

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。     

In vivo biocompatibility of ultra-short single-walled carbon nanotube/biodegradable polymer nanocomposites for bone tissue engineering

Scaffolds play a pivotal role in the tissue engineering paradigm by providing temporary structural support, guiding cells to grow, assisting the transport of essential nutrients and waste products, and facilitating the formation of functional tissues and organs. Single-walled carbon nanotubes (SWNTs), especially ultra-short SWNTs (US-tubes), have proven useful for reinforcing synthetic polymeric scaffold materials. In this article, we report on the in vivo biocompatibility of US-tube reinforced porous biodegradable scaffolds in a rabbit model. US-tube nanocomposite scaffolds and control polymer scaffolds were implanted in rabbit femoral condyles and in subcutaneous pockets. The hard and soft tissue response was analyzed with micro-computed tomography (micro CT), histology, and histomorphometry at 4 and 12 weeks after implantation. The porous US-tube nanocomposite scaffolds exhibited favorable hard and soft tissue responses at both time points. At 12 weeks, a three-fold greater bone tissue ingrowth was seen in defects containing US-tube nanocomposite scaffolds compared to control polymer scaffolds. Additionally, the 12 week samples showed reduced inflammatory cell density and increased connective tissue organization. No significant quantitative difference in polymer degradation was observed among the various groups; qualitative differences between the two time points were consistent with expected degradation due to the progression of time. Although no conclusions can be drawn from the present study concerning the osteoinductivity of US-tube nanocomposite scaffolds, the results suggest that the presence of US-tubes may render nanocomposite scaffolds bioactive assisting osteogenesis.     

新型聚β-羟基丁酯作为血管组织工程支架材料的实验研究

目的：探讨经改性处理后的可降解生物材料聚β-羟基丁酯(PHB)作为血管组织工程支架材料与血管平滑肌细胞的细胞相容性。方法：采用体外培养的免血管平滑肌细胞接种在经胶原包埋处理后的管型PHB支架材料上，用相差显微镜和扫描电镜观察细胞的粘附和生长情况，并行HE染色观察。结果：免血管平滑肌细胞在改性后的管型PHB支架材料上粘附生长良好，扫描电镜下可见细胞生长融合成片状，HE染色示细胞在PHB材料上生长良好。结论：改性后的聚β-羟基丁酯材料与兔血管平滑肌细胞有较好的生物相容性。     

骨缺损修复生物工程研究进展

临床上对于骨缺损的治疗从截肢,自体骨、异体骨移植,到目前的生物活性材料、骨组织工程、基因工程治疗,依然没有能够彻底进行骨缺损修复的方法,这也一直是医学界关注和研究的热点。究其原因一方面是因为各种方法的技术水平还不完善如手术时间和方法掌握,生物活性材料的制作等,另一方面是因为骨缺损的局部反应较复杂如骨髓损伤较重,血运较差,断端存在的硬化反应等以及传统治疗后的并发症较多如免疫排斥较重,成骨作用不良,骨折不愈合,神经损伤长期引发的疼痛等,这些原因都在不同程度的制约骨缺损研究的前进。只有从骨的修复与生长机制出发,联合应用多种方法,相互补其不足,从中找到突破点,才能完善骨缺损修复,缩短治疗时间,提高病人的生活质量。本文简要描述自体和异体骨移植在治疗骨缺损时的优缺点,着重叙述骨组织工程与基因工程近年来的研究热点,包括生物材料的更新换代、目的细胞的种类增加、生长因子与基因载体的研究进展等,这其中探讨了生物修复骨缺损工程中两种方法各自的利弊,阐述两种工程联合应用的优缺互补,最后提出骨缺损治疗研究方向上的新思路与新问题。     

Surgical preparation of bone–scaffold interface is critical for bone regeneration inside tissue engineering scaffold

The goal of this study was to investigate if the preparation of implantation site affects bone formation inside tissue engineering scaffolds. For this purpose, two different drilling techniques were used to create a hole in distal femurs of rats before the insertion of a bone scaffold: a manually driven wood drill bit and an electrically driven metal drill bit. The size and the position of the hole were identical for the two cases. The bone volume, bone mineral density, and callus formation were assessed noninvasively using micro‐CT tomography at several time points after implantation. The formation of bone and soft tissue inside scaffold were evaluated by histology. The bone structure around the holes made by the two techniques was compared ex vivo. The long‐term study of bone formation showed that when a wood drill bit was used, the bone formation is accelerated by 3 weeks compared to when a metal drill bit was used. The ex vivo studies suggest that this result is due to the drilling methods differentially affecting the structure of the bone surrounding the generated defects. © 2010 Orthopaedic Research Society. Published by Wiley Periodicals, Inc. J Orthop Res 29:767–772, 2011