胶原蛋白-硫酸肝素神经生物支架材料的制备

背景:有报道胶原-氨基聚糖材料基体植入周围神经组织节段性损伤处,可以促进神经轴突修复再生。硫酸肝素是细胞外基质的重要组成部分。目的:制备胶原蛋白-硫酸肝素神经组织工程生物支架,观察其生物相容性并用于神经损伤的修复。方法:将胶原蛋白-硫酸肝素悬浊液冷冻干燥,通过显微物镜、扫描电镜观察内部孔隙结构,测量孔的大小。选取SD大鼠12只制备5mm坐骨神经神经缺损模型,随机分为3组。硫酸肝素复合胶原支架移植桥接组、空白对照组(旷置)、正常对照组(自体神经移植)。移植术后经神经功能学观形态学检测其修复疗效。结果与结论:胶原蛋白复合硫酸肝素支架材料具有纵行的、平行排列的微管结构,高度仿生神经的内部空间三维结构。组织学染色、电镜观察证实再生神经纤维成功地长入组织工程材料内。部分大鼠运动功能恢复良好。结果提示,胶原蛋白复合硫酸肝素材料组织相容性良好,可以促进神经的再生并可用于神经损伤的修复。     

神经干细胞与胶原蛋白－硫酸肝素生物支架生物相容性研究

目的：评价神经干细胞与胶原蛋白-硫酸肝素支架的生物相容性，探讨胶原蛋白-硫酸肝素支架作为中枢神经组织工程载体材料的可行性。方法：以冷冻干燥法制备胶原蛋白-硫酸肝素支架。体外培养新生小鼠海马神经干细胞。将神经干细胞与生物支架共培养，通过倒置相差显微镜、扫描电镜观察胶原蛋白-硫酸肝素支架内部结构和细胞生长状况。结果：制备的胶原蛋白-硫酸肝素支架材料具有纵行的、平行排列的微管结构。神经干细胞在支架上生长良好。结论：胶原蛋白一硫酸肝素支架与神经干细胞具有良好的生物相容性，有望作为中枢神经组织工程载体材料。     

胶原蛋白复合硫酸肝素生物支架材料研制及其扫描电镜观察

目的：研制一种新型神经组织工程生物支架：胶原蛋白-硫酸肝素支架材料，用于神经损伤的修复。方法：将注有胶原蛋白-硫酸肝素悬浊液的硅胶管缓慢浸入-180℃液氮中，冷冻干燥，通过显微物镜、扫描电镜扫描观察所制胶原蛋白-硫酸肝素内部孔隙结构排列规律及走行方向，测量孔的大小。结果：制备的胶原蛋白复合硫酸肝素支架材料具有纵行的、平行排列的微管结构，高度仿生神经的内部空间三维结构。结论：胶原蛋白复合硫酸肝素生物支架材料作为新型神经组织工程材料基体，可用于周围神经损伤的修复。     

神经干细胞联合胶原蛋白支架移植脊髓损伤大鼠脑细胞的凋亡

背景：目前的研究表明,从胚胎大鼠大脑皮质分离的神经干细胞在胶原蛋白凝胶中可增殖并分化为神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞。 目的：观察神经干细胞联合胶原蛋白支架移植对脊髓损伤后鼠大脑神经细胞凋亡的影响。 方法：取45只SD大鼠制作脊髓半切损伤模型,随机分为3组,造模1周后,细胞移植组大鼠运动皮质后部在脊髓损伤部位注入同种异体神经干细胞悬液,联合组在脊髓损伤部位注入同种异体神经干细胞结合胶原蛋白悬液,模型组不植入任何物质。 结果与结论：移植后1-8周,3组大鼠肢体运动功能均有不同程度恢复,且联合组移植后8周BBB运动评分明显高于其他两组（P 〈 0.05）。移植后1周苏木精-伊红染色显示3组均可见少量凋亡细胞及Bcl-2抗凋亡蛋白阳性细胞,大量Bax阳性细胞;随时间的推移,3组Bax凋亡蛋白阳性细胞、Bcl-2抗凋亡蛋白阳性细胞逐渐减少,并且移植后8周联合组、细胞移植组Bax阳性细胞明显低于模型组（P 〈 0.05）,Bcl-2抗凋亡蛋白阳性细胞高于模型组（P 〈 0.05）,此时3组均无凋亡细胞。表明神经干细胞联合胶原蛋白支架移植可抑制脊髓损伤后鼠大脑神经细胞的凋亡,促进脊髓神经功能的恢复。     

神经组织工程生物支架材料应用研究

最近几年,组织工程支架材料这一领域的研究极为活跃,许多学者致力于研究设计和制备大孔的、生物可降解的、适合神经组织工程的生物支架材料.开发具有一定的生物学活性,能促进干细胞的增殖分化、组织再生的各类新型的复合材料、仿生材料、生物活性材料及智能型材料,是组织工程材料的研究方向.本文结合近年来的研究,对神经组织工程生物支架材料应用研究作一综述.     

纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合骨组织工程支架材料的生物相容性

背景:通过将两种及两种以上材料共混制备复合支架材料可以弥补各自的不足,利用各种材料的互补特性来满足组织工程对支架的要求。目的:制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架材料,并研究其细胞相容性。方法:将纳米羟基磷灰石、胶原蛋白与丝素蛋白分别按质量比为1∶1∶5、1∶2∶5、1∶3∶5的比例混合,制备纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料,测试其孔隙率、孔径大小、吸水膨胀率及压缩力学性能。将表征结果良好的质量比为1∶2∶5的纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合材料与MC3T3-E1细胞体外复合培养,MTT法检测复合培养2,4,6,8,12 d后的细胞活性。结果与结论:羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白按质量1∶2∶5的比例混合更符合要求:孔径98-260μm,孔隙率为(96.72±2.78)%,吸水膨胀率为(549.37±35.29)%,生物力学试验机测定其力学性能稳定、压缩应变及弹性模量等指标适宜骨组织工程研究应用。MC3T3-E1细胞在纳米羟基磷灰石/胶原蛋白/丝素蛋白复合三维支架上生长增殖良好,表明纳米羟基磷灰石/胶原/丝素复合三维支架具有良好的细胞相容性。     

京尼平交联Ⅰ型胶原蛋白材料与人脂肪间充质干细胞的生物相容性

背景：京尼平的低毒性具有一定的种属和细胞特异性,人脂肪间充质干细胞与京尼平交联的Ⅰ型胶原蛋白支架材料的生物相容性对于应用两者构建组织工程脂肪至关重要。目的：评估人脂肪间充质干细胞与京尼平交联的Ⅰ型胶原蛋白支架材料的生物相容性。方法：分离培养人脂肪间充质干细胞,传代培养至第3代,接种于京尼平交联的Ⅰ型胶原蛋白支架材料上。MTT法评估人脂肪间充质干细胞在支架材料上的黏附和增殖情况,支架材料对细胞的毒性作用;光镜和电镜分别观察人脂肪间充质干细胞在支架材料上的黏附和生长过程,以及细胞形态学变化。结果与结论：人脂肪间充质干细胞接种于支架材料后,能够迅速在材料上黏附、增殖,其黏附率平均为86.5%;光镜和扫描电镜显示人脂肪间充质干细胞在支架材料上黏附性良好,随着时间的推移,细胞逐渐增多,可以迁移进入支架内部并均匀分布。结果表明京尼平对细胞的毒性低,交联后的支架材料与人脂肪间充质干细胞具有良好的体外生物相容性。     

不同生物支架材料修复骨缺损的性能与评价

目的:评价不同生物材料修复骨缺损的性能与效果,寻找适合生物材料以利于临床应用.方法:以"生物材料,骨缺损,骨髓基质干细胞,细胞因子,组织工程"为中文关键词,以"biological materials,bone defect,bone marrow stromal cells,Cytokine,tissue engineering"为英文关键词,采用计算机检索1995-01/2010-01相关文章.纳入与有关生物材料与组织工程骨缺损修复相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章.以22篇文献为主重点讨论了骨缺损修复生物材料及其性能.结果:目前骨组织工程支架材料主要有两类:一类是天然生物衍生材料,由天然生物组织经一系列理化方法处理而得,如胶原、珊瑚、生物衍生骨等.另一类是人工合成材料,主要为生物陶瓷和高分子材料,如钙磷陶瓷、自固化磷酸钙、聚乳酸、聚乙内酯,聚乙烯乙二醇等.目前,单一的材料,无论是生物陶瓷还是高分子(天然或人工合成),都不能满足骨组织修复的要求,因而复合支架材料的研究备受瞩目.如纳米羟基磷灰石与胶原、羟基磷灰石与磷酸三钙、羟基磷灰石与聚乳酸聚羟乙酸复合等.结论:复合支架材料能保证足够的强度而且能有效结合种子细胞和生长因子,有利于组织工程骨的构建.     

自组装多肽纳米纤维支架的结构特点及应用优势

背景：3D自组装肽纳米纤维凝胶支架能很好模拟体内的微环境,提供一种能促进细胞生长、改善细胞功能、具有合理构成细胞外基质的结构模式。目的：综述自组装多肽纳米纤维支架的基础研究及其在神经组织工程中的研究现状。方法：检索2000至2013年PubMed数据库、维普数据库有关自组装多肽纳米纤维支架研究进展的文献,关键词为“自组装多肽,纳米纤维支架,神经组织工程,神经干细胞;self-assembling peptide,nanofiber scaffold, RADA16,Nerve tissue engineering,Neural stem cel”。结果与结论：自组装多肽纳米纤维支架作为新型组织工程支架材料不仅解决了材料与细胞相容性差的问题,而且在维持材料的三维特性、促进细胞活性、模仿细胞外基质等方面均优于其他支架材料,是一种理想的组织工程材料,为神经损伤修复研究提供了新的方法。但自组装多肽领域内仍面临一些挑战,短期的问题包括自组装多肽与新型生物高分子的整合,以及与相对成熟传统移植物的整合;长期问题涉及如何更好地应对体内免疫系统,如何对细胞内的靶点进行治疗,以及如何预测未来高整合支架的发展方向等。     

组织工程脊髓支架材料:聚乳酸-羟基乙酸最佳孔径的筛选

背景:细胞支架是细胞生长的载体,其孔径是影响组织工程脊髓疗效的重要因素之一.目的:通过将神经干细胞与不同孔径的聚乳酸-羟基乙酸(poly lactic-co-glycolic acid,PLGA)支架体外复合培养,筛选确立组织工程脊髓支架材料的最佳孔径.方法:取传第1代的神经干细胞悬液50 pL(细胞数10~(10)L~(-1)),分别种植在孔径200～300 μm、400-500 μm的PLGA支架上复合培养7 d,得到两种组织工程脊髓.30只大鼠均建立脊髓损伤模型,造模后分为3组,分别在脊髓缺损处立即填塞上述两种组织工程脊髓,空白对照组在缺损处不进行材料移植.倒置相差显微镜及电镜下观察神经干细胞在PLGA支架中的生长增殖与分布,MTT检测两种组织工程脊髓所含神经干细胞的相对数量,采用BBB运动功能评分比较不同孔径的组织工程脊髓的移植疗效.结果与结论:镜下神经干细胞在各孔径材料上均紧密贴附并增殖分化,组织相容性良好.共培养7 d后,孔径200～300 μmPLGA支架组、孔径400-500 μm PLGA支架组的吸光度值基本相似(P>0.05),说明PLGA支架的孔径大小对培养的神经干细胞增殖数量无明显影响.移植第4周与空白对照组比较,孔径200-300 μm PLGA支架组、孔径400～500 μm PLGA支架组大鼠的神经功能均有不同程度恢复,BBB运动功能评分均明显升高(P<0.05),且孔径200-300 μm的PLGA支架其移植效果更好.     

新型纳米仿生骨植入材料的生物相容性

背景:新型生物材料的孔径形状、大小以及孔隙率对引导细胞的附着、浸润和生长具有重要作用.目的:初步评价新型纳米仿生骨植入材料3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物/溶胶-凝胶生物活性玻璃[poly(3-hydroxybutyrateco-3-hydroxyvalerate)/sol gel bioactive glass,PHBV/SGBG]的生物相容性.设计、时间及地点:细胞-材料学实验,于2006-03/09 在中山大学附属第三医院中心实验室完成.材料:PHBV/SGBG由华南理工大学材料学研究所提供,骨髓基质细胞为课题组前期制备.方法:确定PHBV/SGBG浸提液的标准浓度为培养液与材料表面积之比10 mL/cm2,将PHBV/SGBG浸入完全培养液中,于37℃、体积分数为5%的CO2饱和湿度培养箱中浸提两三天,吸出浸提液,无菌封存备用.同法制备8倍、4倍、2倍、1倍、0.5倍、0.25倍、0.125倍标准浓度的PHBV/SGBG浸提液.主要观察指标:扫描电镜观察PHBV/SGBG超微结构,采用常规称量法计算PHBV/SGBG孔隙率,MTT法评价材料的毒性分级,通过直接接触培养法观察骨髓基质细胞与PHBV/SGBG材料的生物相容性.结果:电镜下 PHBV/SGBG材料为疏松多孔结构,孔隙相互联通,其中可见纳米级的SGBG颗粒镶嵌或包裹在PHBV基体孔壁上,孔隙率＞90%.培养第1,3,5天各浓度PHBV/SGBG浸提液组毒性分级均在0～1级.骨髓基质细胞可紧密附着于PHBV/SGBG材料表面,黏附生长,并有突起向PHBV/SGBG材料的连通微孔内伸展.结论:新型纳米仿牛骨植入材料PHBV/SGBG对骨髓基质细胞无毒性作用,具有优良的细胞亲和性,可能与材料的泡沫多孔状结构有关.     

新型纳米仿生骨材料植入体内后的降解性能

背景:现有的骨植入材料仍存在诱导新骨生成速率与材料本身的降解速率不一致,材料不能完全降解而成异物存留体内的缺点.研究和开发具有良好的生物相容性、生物降解性和生物力学性的人工合成骨植入材料是目前生物材料学研究的重点.目的:观察新型纳米仿生骨植入材料3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚物/溶胶-凝胶生物活性玻璃(poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate)/sol gel bioactive glass,PHBV/SGBG)的体内降解性.设计、时间及地点:同体对照观察动物实验,于2005-05/2006-10在中山大学附属第三医院动物实验中心完成.材料:PHBV/SGBG由华南理工大学材料学研究所提供,环氧乙烷消毒备用.方法:8只杂种家犬制备犬胫骨骨缺损模型,左右胫骨各制作2个缺损,左、右两侧近心端的骨缺损为对照组,不作任何处理:左、右两侧远心端的骨缺损为实验组,将PHBv/SGBG材料完整填入缺损区.分别于术后2,4,8,12周各处死动物2只取材.主要观察指标:在光镜和电镜下观察该材料的体内降解性及骨再生的效果.结果:PHBV/SGBG复合多孔支架材料具有很好的生物降解性,降解速度快,术后2周,材料就开始降解;术后8周,材料大部分被新生骨组织所取代;术后12周,材料基本已完全降解.PHBV/SGBG骨植入材料在生物降解的同时,具有很好的骨形成能力,在材料的周边及内部均可诱导新骨生成,并由材料的边缘区逐渐向中心部位生长.而对照组骨缺损区表面凹陷仍明显,软组织嵌入部位皮质骨形成不明显,电镜下显示骨缺损区钙盐结晶沉积增多,结构趋于致密,但尚未达到完善修复,可见多处空隙.结论:新犁纳米仿生骨植入材料PHBV/SGBG体内降解速度快,材料降解后为新生骨组织所替代.     

简单快速制备壳聚糖支架导管的方法

背景：乳液冷冻干燥法是近年来最常用制备壳聚糖的方法，制备工艺复杂。 目的：介绍一种简单的壳聚糖支架导管制备方法并分析其生物特性。 设计、时间及地点：对比观察实验，于2007～04／12存中国医科大学附属第二医院中心实验室完成。 材料：SPF级出生8周的Wistar大鼠10只。散装医用级壳聚糖粉，纯度99％，脱乙酰度为99％，为山东济南海洋生物制品，有限公司产品。 方法：利用乙酸溶液制备8％壳聚糖乙酸水溶胶，溶胶放置1d，将硬塑料管浸入溶胶后迅速取出放入1mol／L氢氧化钠液内3min，见管外溶胶变白凝固成胶冻状，取出后晾到五分干后轻轻退下内管，晾干后即成为壳聚糖导管。取内径5mm壳聚糖管，切成段，长度2mm，将其植入大鼠右侧麦氏点皮下肌肉组织内，同时在大鼠左侧相当于麦氏点处切口，分离到肌肉层，不植入壳聚糖管，单纯缝合，作为对照。 主要观察指标：壳聚糖管的大体观察，壳聚糖管存大鼠肌肉组织中的降解百分比，苏术精-伊红染色观察壳聚糖周组织炎症变化。 结果：制成的壳聚糖导管光滑、坚韧。肌内埋植实验强示，术后4，8周壳聚糖管可分别被组织吸收50％和90％以上，管周组织炎性反应逐渐减退。 结论：采用该方法制备壳聚糖管具有所需材料少，成本低廉，制作方法简单，制作时间短的特点，并证实所制备壳聚糖管具有良好的组织相容性和生物可降解性。     

组织工程神经支架材料的临床应用

背景：神经损伤后没有自我修复的能力,因此,神经组织工程支架材料应用于神经修复、促进神经再生成为研究的热点。目的：分析目前常用的神经组织工程支架材料的应用范围及效果。方法：分别对胶原、壳聚糖、凝胶以及透明质酸与人工合成材料形成的聚合物用于神经损伤修复进行动物模型分析,应用免疫染色、生化检测等方法观察评估再生神经的结构和生理功能,确定不同神经组织工程支架材料的应用效果。结果与结论：神经组织工程支架材料胶原、壳聚糖、凝胶、透明质酸以及人工合成材料均可以通过不同的方式用于损伤神经的再生修复,既可以联合细胞进行生物聚合,也可以联合神经片段移植形成损伤神经桥状联接导管,应用于动物模型实验均显示较好的治疗效果。     

神经组织工程生物支架材料的应用现状

学术背景:开发具有一定的生物学活性,能促进干细胞的增殖分化,组织再生的各类新型的复合材料、仿生材料、生物活性材料及智能型材料,是组织工程材料的研究方向.目的:总结神经组织工程生物支架材料应用研究进展. 检索策略:由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed和维普信息资源系统V6.32数据库2001-01/2007-06的相关文献,检索词:"神经组织工程"和"tissue engineering,neural,neural stem cells,Schwann cell,biomedical materials,scaffold",并限定文章语言种类为English.共检索到123篇文献,对资料进行初审,纳入标准:①与组织工程修复神经研究方面密切相关.②同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章.排除标准:重复性研究.文献评价:文献的来源主要是神经组织工程生物支架材料的基础研究,包括其来源、理化特性、与神经干细胞、雪旺细胞相容性检测.所选用的36篇文献中,6篇为综述、述评、讲座,其余为基础实验研究.资料综合:①神经损伤后的再生与修复,目前的研究并没有取得具有临床意义的突破.随着成体神经干细胞的发现、材料技术和细胞培养技术的发展,组织工程学方法为神经损伤的治疗带来了希望.②生物支架是对细胞外基质结构和功能的仿生,起到细胞外基质替代物的重要作用,寻找再生能力强的种子细胞和适合细胞生存的生物材料为组织工程的核心研究内容.③研究表明,神经组织工程支架材料来源广泛,明胶、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.④在神经组织工程生物支架研究方面仍然存在着许多尚未阐明和解决的问题.加强基础性问题的探索,系统地阐明组织工程化组织形成、成熟及体内转归过程中的一系列重要基础科学问题和内在机制,这对优化组织构建技术,加速组织工程技术的临床应用与产业化发展具有重要意义,必将成为今后研究的热点.结论:神经组织工程生物支架研究已取得了一定的进展,但仍然存在着许多尚待解决的问题.     

去细胞坐骨神经天然支架的成分分析

背景：目前周围神经去细胞的方法较多,应用较多的是化学萃取法和液氮冻融法,但是化学萃取法耗时较长,而液氮冻融法则去除细胞不彻底。作者在查阅大量文献和多次实践的基础上,最终确定了冻融＋化学萃取＋机械振荡的优化法对坐骨神经进行脱细胞处理。目的：对优化法制备的去细胞坐骨神经天然支架进行形态学分析,并对其成分进行鉴定。方法：取Wistar大鼠双侧坐骨神经,随机分为2组,对照组不做特殊处理,实验组用冻融＋化学萃取＋机械振荡的优化法进行脱细胞处理。结果与结论：用优化法制备的去细胞坐骨神经天然支架呈三维管状立体结构,许旺细胞、髓鞘及轴突去除完全。经免疫组化鉴定,Ⅰ型、Ⅲ型胶原和层粘连蛋白等细胞外基质主要成分得到保留。     

新型羟基磷灰石多孔支架的制备与性状

背景:目前几种钙羟磷灰石作为骨的替代品已经在临床上使用,但是由于缺少内部交互的连通孔,使得骨形成过程中经常发生病理性的骨折.目的:采用改良的技术制备互联多孔羟磷灰石陶瓷支架材料,并对其物理化学特征进行检测.方法:将羟基磷灰石(质量分数60%)与聚乙烯亚胺质量分数40%混合,采用改良的泡沫凝胶技术技术(聚氧乙烯十二烷基醚质量分数1%)制备多孔羟磷灰石陶瓷.扫面电镜检测材料内部结构,将制备的材料移植动物体骨缺损区观察成骨情况.结果与结论:多孔羟磷灰石陶瓷具有三维结构,内部充满大小较均一的球形孔隙,直径平均为150 μm,孔隙率75%,孔隙上充满窗孔样相互交通的小洞,平均40 μm,具有足够的抗压度(10～12 MPa).动物实验表明,多孔羟磷灰石陶瓷表现出较好的成骨诱导性,可见孔隙里形成了新生骨.结果提示改良的羟基磷灰石支架能够在骨组织工程上应用,有望成为新型的改良品.     

聚乙交酯编织型泌尿管支架的制备工艺

背景:尿道重建和修复除了需要合适的材料,更需要一种新的工艺和支架形式,其既可以仿生尿道的外观形态,又可以提供细胞生长的有利环境.目的:探讨聚乙交酯材料制备编织型泌尿管支架的制备工艺.方法:采用48tex聚乙交酯长丝作为泌尿管支架的材料,由7股复丝组成,不加捻度,其中每根复丝中包含12根单纤.用二维三轴向的编织法构造,在95℃下,热定型5 min,热定型后,采用浸渍法涂层30 min,晾干后冷冻干燥4 h.结果与结论:首次采用纺织的编织工艺方法,进行仿生模拟成型,所制得的聚乙交酯编织型泌尿管支架的孔隙率均在90%以上,满足泌尿管孔隙率的要求.