骨组织工程支架及相关问题的研究

目的：自体骨移植在骨外科临床应用范围广泛，存在的问题是自体供骨量严重不足，无法满足各类型较大的骨缺损。组织工程学可以实现骨的再生，为临床骨缺损的修复提供新的方法与途径。回顾近年骨组织工程学研究的进展和其近几年的研究成果，以利于骨组织工程学的深入研究：资料来源：应用网络www．gogle．com，Medline检索近3年内中国医学核心期刊，以及1964—01／2002-12间关于骨组织工程学研究方面的相关文献，逐一校对，检索词：骨组织工程学(bone tissue engneemg)．支架(scaffold)，羟基磷灰石复合材料(hvdmxvapatie composits)；资料选择：选择骨组织体外培养、非晶体医用生物复合材料、骨组织工程学研究的进展、骨组织工程学研究成果的实验研究与在骨外科的临床应用等相关文献56篇。数据提炼：在56篇文献中，内容呈不同程度重复的有14篇，给予删除；对42篇文献进行分类整理，用于综述，其中21篇选用为参考文献。资料综合：骨组织缺损后，通常用自体骨移植的方法加以修复，移植替代物有同种异体或异体松质骨或皮质骨、关节、脱钙骨基质、骨髓，另有陶瓷及其复合移植物等；但是对长骨干的大块骨缺损、骨肿瘤大块切除或关节切除后同种、异种骨与关节的重建或修复的研究仍不很理想，尤其对骨组织与神经、肌腱、皮肤等复合组织组织工程学的研究尚处初级阶段，从骨组织工程学研究而言，骨组织工程学支架的研究已经取得明显的进展。结论：组织工程学技术的研究已有重大突破，创伤后组织缺损、功能损害的有关组织工程学的研究进展最快。由于运动系统的组织结构相对简单，软骨与骨组织结构相对单一，而软骨与骨缺损在临床上又较为常见，因此，骨组织工程学在骨科领域会率先进入临床应用阶段。     

不同骨组织工程支架材料的生物安全性及性能

背景:寻找具有良好生物相容性、生物降解性、特定的可塑性以及三维多孔结构的支架材料是当今骨组织工程研究的一个重要方面.尽管目前市场上生物支架材料种类众多,但迄今尚没有找到一种最为理想的支架材料.目的:对传统的用于组织工程支架材料的天然有机分子材料、天然无机材料、人工合成有机材料、人工合成无机材料的性能、生物学效应和生物安全性以及研究现状进行综述,并对新型的多孔金属材料和纳米纤维支架材料进行综合分析,以期把握今后组织工程支架材料的研究方向.方法:应用计算机检索中国期刊全文数据库和Pubmed数据库.中文检索词为"骨组织工程,支架材料,多孔材料,纳米纤维";英文检索词为"bone tissue engineering,scafold ,porous materials,nanofibers".初检得到1 035篇文献,中文632篇,英文403篇.阅读标题和摘要进行初筛,共保留20篇观点明确的文献做进一步分析.结果与结论:天然有机高分子材料包括胶原、纤维蛋白、壳聚糖等;天然无机材料包括珊瑚羟基磷灰石、陶瓷化骨等;人工合成有机高分子材料以聚乳酸、聚羟基乙酸及其共聚物应用最为广泛,还有聚-β-羟丁酸、聚原酸酯等;人工合成无机材料应用较为广泛的为羟基磷灰石、磷酸三钙.金属材料是目前临床骨科中应用最广泛的生物材料之一,其中多孔钛及多孔钽在人工关节方面的应用日趋成熟.纳米材料在骨组织工程中应用刚刚起步,其前景非常广阔.     

骨组织工程支架及相关问题的研究

目的自体骨移植在骨外科临床应用范围广泛,存在的问题是自体供骨量严重不足,无法满足各类型较大的骨缺损.组织工程学可以实现骨的再生,为临床骨缺损的修复提供新的方法与途径.回顾近年骨组织工程学研究的进展和其近几年的研究成果,以利于骨组织工程学的深入研究.资料来源应用网络www.google.com,Medline检索近3年内中国医学核心期刊,以及1964-01/2002-12间关于骨组织工程学研究方面的相关文献,逐一校对,检索词骨组织工程学(bone tissue engneermg),支架(scaffold),羟基磷灰石复合材料(hydroxyapatie composits).资料选择选择骨组织体外培养、非晶体医用生物复合材料、骨组织工程学研究的进展、骨组织工程学研究成果的实验研究与在骨外科的临床应用等相关文献56篇.数据提炼在56篇文献中,内容呈不同程度重复的有14篇,给予删除;对42篇文献进行分类整理,用于综述,其中21篇选用为参考文献.资料综合骨组织缺损后,通常用自体骨移植的方法加以修复,移植替代物有同种异体或异体松质骨或皮质骨、关节、脱钙骨基质、骨髓,另有陶瓷及其复合移植物等;但是对长骨干的大块骨缺损、骨肿瘤大块切除或关节切除后同种、异种骨与关节的重建或修复的研究仍不很理想,尤其对骨组织与神经、肌腱、皮肤等复合组织组织工程学的研究尚处初级阶段,从骨组织工程学研究而言,骨组织工程学支架的研究已经取得明显的进展.结论组织工程学技术的研究已有重大突破,创伤后组织缺损、功能损害的有关组织工程学的研究进展最快.由于运动系统的组织结构相对简单,软骨与骨组织结构相对单一,而软骨与骨缺损在临床上又较为常见,因此,骨组织工程学在骨科领域会率先进入临床应用阶段.     

骨组织工程三维复合支架修复兔桡骨骨缺损

背景：前期实验构建的丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合支架具有良好的理化性质。 目的：观察丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石三维复合支架修复兔桡骨大段骨缺损的效果。 方法：取新西兰大白兔36只,建立右侧桡骨长段骨缺损模型,随机均分为3组,实验组于骨缺损处植入丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石复合支架,对照组于骨缺损处植入丝素/壳聚糖复合支架,空白对照组造模后不作任何处理。术后4,8,12,16周进行X射线摄片、标本大体观察、组织病理学观察。 结果与结论：术后16周,实验组缺损区X射线影像与正常骨组织无区别,骨髓腔完全再通,有明显的骨组织生成,苏木精-伊红染色可见骨小梁和较多核深染的长梭形骨细胞;对照组X射线骨密度影略低于正常骨组织,部分骨髓腔再通,苏木精-伊红染色可见骨细胞周围有不少软骨细胞,未见明显的骨小梁或骨板结构,排列较紊乱;空白对照组断端骨钙化影同正常骨组织一致,断端各自封闭形成骨不连,苏木精-伊红染色可见较多的纤维组织和少量的类骨组织。表明丝素/壳聚糖/纳米羟基磷灰石三维复合支架可较好地修复兔桡骨大段骨缺损。     

骨组织工程多孔陶瓷支架制备工艺的研究进展

骨折后骨不连以及由先天性疾病、严重创伤、肿瘤切除引起的大块骨缺损一直是临床骨科治疗的重点及难点。其治疗往往需要进行骨移植,但是自体移植骨来源不足以及异体骨生物安全性、适应性及经济性等问题,使研究开发新的骨替代物成为这一领域需要迫切解决的新课题。组织工程技术是利用工程学和生命科学的原理和方法将功能细胞与可降解三维支架材料在体外联合培养,构建成为有生命的组织替代物移植体内,以修复组织结构和恢复组织功能。通过骨组织工程技术研究的骨替代物具有无来源限制,利用细胞复合培养赋予其成骨活性,可模拟骨的组织形态结构等优点,具有巨大的临床应用潜力。目前常用的人工支架材料包括：生物陶瓷、高分子化合物、复合材料。其中,生物陶瓷以其较高的机械强度、极佳的生物相容性、内部良好的三维空隙结构、生物可降解性以及可促进干细胞向成骨细胞分化与增殖等优点［3］,成为理想的人工支架材料。随着近些年骨组织工程技术的发展,陶瓷支架的制作方法不断涌现并日趋成熟,参阅近年来国内外相关文献,本文就目前陶瓷支架常用材料、制作工艺,以及各种技术对支架材料（孔隙率、孔径大小、生物强度）的影响等综述如下。     

骨组织工程纳米复合支架及其生物学评价

目的:综述骨组织工程常用支架材料的种类及其性能,同时,简介一种新型的,可降解的,具有三维空间网络结构的纳米支架材料——细菌纤维素/羟基磷灰石复合材料,并探讨纳米生物材料的安全性评价.资料来源:检索人为第一作者,检索文献时限为1979-01/2009-06,检索数据库为PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm).中文检索词"骨组织工程,细菌纤维素,安全性评价";英文检索词为"bone tissue engineering,Bacterial cellulose,safety evaluation".资料选择:①文章所述内容与骨组织工程密切相关.②有关于纳米材料安全性评价的文章.结局评价指标:骨组织工程材料的种类及性能,纳米材料的安全性.结果:常用的3种支架材料有天然生物材料,人工合成高分子生物材料及陶瓷材料.单一材料难以满足组织工程所需的机械强度和生物相容性,而生理状态的磷灰石是纳米级,纳米级复合材料更符合仿生的原则.细菌纤维素与具有极好生物活性、骨传导作用和骨结合能力的纳米羟基磷灰石复合制成纤维状复合支架材料,不仅具有足够的强度,还具有骨传导功能,以满足骨细胞在支架上的黏附和繁殖,成为一种很有前途的骨组织工程纳米支架材料.对生物材料生物相容性的研究与评价,不仅要从整体水平去观察材料对人体各系统的影响,从细胞水平去观察材料对细胞的数量、形态及分化的影响,还要深入到分子水平去观察材料对细胞DNA、mRNA以及蛋白表达水平的影响.结论:由于细菌纤维素,羟基磷灰石复合支架材料结合细菌纤维素和羟基磷灰石两种材料的优点,其复合产物的性能将优于传统的骨组织工程产品.对其完成一系列生物相容性评价后,新一代骨组织工程三维纳米纤维仿生支架材料便可安全的投入到临床应用.     

骨组织工程支架材料的生物学特性及临床应用

学术背景:骨组织工程用支架材料是骨组织工程研究的主要内容之一,筛选和制备出一种理想的支架材料对于组织工程学发展和应用于临床至关重要。目的:介绍目前研究中出现的各种不同材料的生物学特性和临床应用,展望骨组织工程支架材料的发展方向。检索策略:应用计算机检索NCBI Pubmed数据库1997-01/2007-01关于骨组织工程中支架材料的文章,检索题词包括"bone,tissue engineering,scaffold,bone defect",限定语言种类为"English";同时检索中国期刊全文数据库1997-01/2007-01中文期刊相关文章,检索词为"骨,组织工程,支架材料,骨缺损"。纳入标准:内容与骨组织工程支架材料的结构、生物学特性及临床应用有关,论文具有原创性,观点明确,论据可靠。排除标准:设计不合理的文章及观点模糊的综述。文献评价:初检得到325篇文献,阅读标题和摘要进行初筛,排除238篇,保留87篇,进一步查找全文,保留30篇完全符合纳入标准的文献进行综述。资料综合:目前尚未能制备出一种理想的支架材料。临床上研究较多的有以下几种:①天然有机高分子材料:包括胶原、脱钙骨基质、生物衍生骨支架材料等。②人工合成有机高分子材料:以聚乳酸、聚羟基乙酸及其共聚物PLGA应用最为广泛。③无机材料:应用较为广泛的为羟基磷灰石、磷酸三钙和珊瑚等。④复合材料。⑤添加基因的支架材料。结论:骨组织工程的支架材料应具有支持结构、组织相容和引导成骨的作用。目前骨组织工程的支架材料种类很多、来源不同、性能各异。     

骨组织工程支架材料的研究进展

寻找理想的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一.文章阐述了用于骨组织工程的天然支架材料,人工合成支架材料及其复合材料的研究现状.分析了这些材料的优缺点,并展望了骨组织工程支架材料的发展趋势.     

骨组织工程中大孔支架材料制备的研究

理想的多孔支架材料的寻找和制备是目前骨组织工程中研究的热点之一。磷酸钙骨水泥是骨组织工程中惟一能自行固化、生物相容性好的制备大孔支架的材料，近年来已成为研究的热点，但通常用这种材料制备的多孔支架脆性较大，限制了它的应用，利用复合材料的优点对其进行改性是其今后发展的方向；综述了骨组织工程中对支架材料的要求、常用材料的优缺点、常用的制备方法等，对磷酸钙骨水泥有机增强制备研究的最新进展进行了重点综述，并对杂化支架材料的优点及前景作了分析。     

骨组织工程支架材料与纳米技术

近年来国内外对组织工程支架材料的研究甚多,进展也快,但还没有找到一种无论是在结构,还是在功能上都理想的支架材料。纳米级结构材料所展示出的优异特性,使其在骨组织工程领域产生了十分诱人的应用     

骨组织工程支架研究现状及面临的问题

在理想骨组织工程支架所需满足条件的基础上,从材料的选取、设计、制备等方面就其发展现状做出了简要总结.国内外大量的实验证实了骨组织工程支架缺损修复的可行性、有效性及优越性.然而,目前构建的骨组织工程支架还很不完善,在力学性能、降解速度、结构形态、生物活性等方面仍有许多问题亟待解决.随着骨组织工程及其相关领域研究的深入和进步,骨组织工程支架的研究将会具有突破性的进展.     

新型脱细胞骨基质材料的制备及理化评估

背景：传统的结构性天然骨脱细胞的方法存在许多不足之处。目的：用新的理化方法对结构性骨块进行脱细胞处理制作新型骨支架材料的可行性,并检测其理化性能。方法：以股骨头负重区结构性骨块为原料,高压水枪冲洗,继而利用Triton-100、脱氧胆酸钠等进行脱细胞等理化处理,制备新型脱细胞骨基质材料,并对支架进行大体、组织学、扫描电镜、Micro-CT观察、生物力学等相关检测。结果与结论：新型脱细胞骨基质材料保留了骨的细胞外基质成分,脱细胞彻底,扫描电镜及Micro-CT观察显示支架具备三维多孔网状结构系统,具有天然骨的孔径和孔隙率;生物力学测试脱细胞组支架的弹性模量为（552.56±58.92）MPa,强度为（11.34±3.49）MPa,与新鲜骨的弹性模量及强度比较,差异无显著性意义（P〉0.05）,可作为骨组织工程支架的良好载体。     

新型脱细胞骨基质材料的制备及理化评估

背景:传统的结构性天然骨脱细胞的方法存在许多不足之处.目的:用新的理化方法对结构性骨块进行脱细胞处理制作新型骨支架材料的可行性,并检测其理化性能.方法:以股骨头负重区结构性骨块为原料,高压水枪冲洗,继而利用Triton-100、脱氧胆酸钠等进行脱细胞等理化处理,制备新型脱细胞骨基质材料,并对支架进行大体、组织学、扫描电镜、Micro-CT观察、生物力学等相关检测.结果与结论:新型脱细胞骨基质材料保留了骨的细胞外基质成分,脱细胞彻底,扫描电镜及Micro-CT观察显示支架具备三维多孔网状结构系统,具有天然骨的孔径和孔隙率;生物力学测试脱细胞组支架的弹性模量为(552.56±58.92) MPa,强度为(11.34±3.49) MPa,与新鲜骨的弹性模量及强度比较,差异无显著性意义(P > 0.05),可作为骨组织工程支架的良好载体.     

骨组织工程支架材料的研究现状与应用前景

背景：目前组织工程骨修复骨缺损在临床应用中较为关键的问题是建立血管网,为新骨的形成提供氧气及营养物质,并为机体提供代谢途径。 目的：综述近年组织工程骨支架材料的特点,并着重介绍复合支架材料的研究现状。 方法：以“骨组织工程,血管化,支架材料,复合支架材料”为中文检索词,以“bone tissue engineedng,vascularization,scaffold,compositescaffold”英文检索词,应用计算机在中国期刊全文数据库和PubMed数据库检索2001年1月至2014年1月的相关文章,将所有文章进行初步筛选后,对保留的文章进一步详细分析、归纳并总结。 结果与结论：按照组织工程骨支架材料的来源不同,可将其分为人工合成材料、天然衍生材料和复合支架材料,单一支架材料难以作为最理想的材料修复骨缺损,复合支架材料能在不同程度上弥补单一支架材料的缺陷,因此近年来组织工程支架材料的发展由单一材料发展为复合材料,并呈现人工合成材料与天然材料有机结合的趋势。但复合支架材料在临床应用中仍然有许多尚待解决的问题,主要有控制复合材料比例,使材料降解速率与组织细胞的生长速率相适应,保持复合材料的多孔隙和高机械强度。     

骨组织工程人工合成支架材料的研究现状

骨组织工程支架材料的研究是骨组织工程研究的关键问题之一。骨组织工程支架材料从来源上说可分为天然生物材料和人工合成的生物材料两大类，每类材料又可分为有机材料和无机材料。每种支架材料各有其优缺点，虽然现有的支架材料仅能达到理想支架材料要求的一部分，但通过优缺点的分析为组合最优化的支架提供必要的素材。对用于组织工程支架材料的陶瓷材料、聚合物类材料、天然生物衍生材料及其复合材料等研究现状进行综述。     

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：脱矿骨基质

背景：脱矿骨基质是目前研究较多的具备骨诱导及骨引导的生物支架材料之一。 目的：总结脱矿骨基质作为骨组织工程支架材料的研究进展,并展望其发展趋势。 方法：由第一作者检索1965年1月至2013年5月PubMed数据库、中国生物医学数据库、万方数据库及FMJS数据库有关脱矿骨基质及其作为骨组织工程支架材料的相关文献。英文检索词为＂Demineralized Bone Matrix,Scaffold material, Groowth factor, Cells,drugs＂,中文检索词为＂脱矿骨基质,支架材料,生长因子,细胞,药物＂,根据纳入标准排除重复性研究,保留34篇密切相关文献进行归纳总结。 结果与结论：骨组织工程支架材料是组成组织工程骨的主体,而脱矿骨基质既具备骨诱导性又具备骨引导性,可为骨组织细胞的修复提供空间,又可与生物活性因子、活细胞、抗生素等在体外构建成复合体,植入骨内促进骨缺损的愈合。但这一技术也面临着脱矿骨基质与各种物质的配比、消毒、保存成骨活性及抗原性的消除等问题,充分了解脱矿骨基质作为骨组织工程支架的研究,可为其服务于临床提供理论依据。     

骨组织工程支架材料及其血管化的研究进程

背景：随着骨组织工程学技术的不断发展,利用组织工程骨修复大面积骨缺损成为当今研究的热点。 目的：介绍骨组织工程中的种子细胞、细胞因子、支架材料的特性及材料血管化情况。 方法：以“骨组织工程,支架材料,血管化”为中文关键词,以“bone tissue engineering,scafold, vascularization”为英文关键词,采用计算机检索2000年1月至2012年1月CNKI数据库和PubMed数据库相关文章,选择与骨组织工程学概述、支架材料和血管化方面相关的文章进行分析。 结果与结论：种子细胞的选择、细胞因子的应用、支架材料的性能及血管化程度均对组织工程骨成功修复骨损伤产生着重要影响。适宜的种子细胞是骨组织工程的研究基础,细胞因子是骨组织工程研究的催化剂,具有良好三维结构的支架材料对于促进细胞的生长增殖、组织长入、成骨方式和血管化等方面均有积极的促进作用。但每种支架材料都有其不足之处,所以可以通过将多种材料进行复合达到综合效应来满足临床需求。另外也要积极寻求新的材料制备工艺和对已有方法进行改进,以制造出更加优良的支架材料。但血管化仍然是骨组织工程要面对的重大考验。目前所应用的促进组织工程骨血管化的方法均存在一定缺陷,如利用生长因子促进血管化时,易造成代谢异常患者病情恶化等情况发生;利用显微外科技术促进组织工程骨血管化,易导致其他部位形成创伤和畸形,不利于患者的身体康复等。     

微球细胞支架在骨组织工程中的应用

骨组织工程的难点之一在于获得大量表型正确的细胞.作为骨组织工程的核心内容,细胞支架领域发展迅速.微球不仅被广泛用于组织工程种子细胞扩增,还可直接作为载体将细胞传递至骨缺损部位,并作为支架支持新生骨组织生长.目前微球支架材料包括人工合成或天然来源的聚合物和陶瓷两种,微球支架通过微囊包裹或支架贴附与细胞结合,直接植入或与可注射基质结合后注入骨缺损部位,实现骨组织的修复.微球细胞支架以其细胞扩增高效性及细胞传递微创性,在组织工程中显示了良好的应用前景和潜力.