聚羟基乙酸无纺网设计在软骨组织工程中的适用研究

目的观察接种同种异体软骨细胞后,一定设计的三维生物可降解材料聚羟基乙酸(PGA)无纺网在组织工程化软骨形成中的降解性。方法取乳兔肋软骨细胞,接种于PGA支架材料上,经体外培养,体内皮下种植或修复软骨缺损,一定时间取材,观察PGA纤维在工程化软骨形成过程中的降解情况。结果软骨细胞-PGA复合物体外培养1周,可见基质产生,未见纤维降解迹象;体内种植或修复软骨缺损4周后,新生软骨内仍有较多PGA纤维;8周时PGA纤维已基本消失;12周软骨细胞成熟,基质分泌丰富,未见任何PGA存留迹象。结论一定设计的PGA无纺网在组织工程化软骨形成过程中适合其生物降解性要求。     

组织工程软骨生物支架材料研究新进展

目的:软骨组织损伤后自身修复能力有限,组织工程学使得关节软骨的生物学替代物即人工软骨显示出美好的前景。软骨生物支架材料为组织工程的重要一环,探讨软骨生物支架材料的研究进展对构建人工软骨具有重大意义。资料来源:应用计算机检索PubMed数据库2003-01/2006-12有关组织工程软骨生物支架材料的文章,检索词“articular,tissue engineering,scaffold”,限定文章语言种类为English。同时计算机检索中文期刊全文数据库2003-01/2006-12期间的相关文章,检索词“软骨、组织工程,支架”,限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,选取符合研究要求的有关文章找全文。纳入标准:文章所述的内容应与组织工程软骨生物支架材料研究相关。排除标准:重复或类似的同一研究、Meta分析、综述文献。资料提炼:共收集到185篇相关文章,排除重复或类似的同一研究、综述,30篇符合研究要求。资料综合:人工软骨生物支架材料按其来源可分为:天然生物材料、人工合成高分子材料和复合材料。①天然生物材料生物相容性、细胞黏附性好,亲水性强,但力学强度差、吸收过快,而且难以大批量生产。②人工合成高分子材料具有可控降解速度、力学强度好、易于塑形,但亲水性不够,对细胞的黏附性较弱以及有免疫反应、排斥反应等。③复合材料即将两种或两种以上具有互补特征的生物相容性可降解材料,按一定比例和方式组合,可设计出结构与性能优化的三维材料,以弥补单用人工合成或天然生物材料的缺陷,提高支架的整体性能。复合材料的制备不仅包括同一类生物材料的复合,还包括不同类别生物材料之间的交叉复合。结论:通过对支架材料进行表面修饰、采用新型构建技术以及利用天然和合成材料的各自优势联合应用,进行多材料复合,以研制出具有生物相容性好、力学适应能力强的复合材料、仿生材料、智能材料将是近年来人工软骨生物支架材料的主要研究方向。     

羟基丁酸-羟基辛酸聚合物／胶原软骨组织工程支架的细胞亲和性

背景：已有很多实验证明,单独高分子材料或生物性材料制备的组织工程支架无法满足组织工程研究。目的：评价羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原组织工程支架的生物学特性及细胞亲和性。方法：以羟基丁酸-羟基辛酸聚合物作为主体材料,按质量分数复合不同比例（2%,4%,6%,8%,10%）的胶原,采用溶剂浇铸-颗粒沥滤法制备组织工程支架。通过扫描电镜观察材料内部结构及孔径大小,液体位移法测定材料孔隙率。将羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原支架、羟基丁酸-羟基辛酸聚合物支架分别与兔软骨细胞复合培养,MTT法测定细胞的生长曲线,扫描电镜观察细胞在材料上的生长黏附情况。结果与结论：羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原复合软骨组织工程支架孔径大小200μm 左右,孔隙率为（85±2）%,细胞亲水性随加入胶原比例的增加而升高。与羟基丁酸-羟基辛酸聚合物支架比较,不同比例的羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原支架可明显促进软骨细胞的黏附、增殖。证实羟基丁酸-羟基辛酸聚合物/胶原复合支架具备更好的细胞亲和性。     

羟基丁酸与羟基辛酸共聚物一体化骨软骨组织工程支架的制备及性能

背景:单层支架难以满足关节软骨损伤修复的要求,现提出骨软骨共同修复的一体化支架,以弥补了单一支架的部分缺陷。目的:以羟基丁酸与羟基辛酸共聚物为基础材料,羟基磷灰石等为复合材料研制一体化骨软骨组织工程支架,测试该支架的物理特性和细胞黏附性。方法:采用溶剂浇铸/颗粒沥滤法,以支架孔径、孔隙率、力学强度和细胞黏附生长率为检测指标,以羟基丁酸与羟基辛酸共聚物为连续相,通过改变致孔剂NaCl粒径和羟基磷灰石材料配比制备不同形态结构、力学强度和生物学功能的三层一体化骨软骨组织工程支架。结果与结论:致孔剂与支架材料的最佳质量配比分别为软骨层4.5/1,过渡层2.5/1,硬骨层3.5/1。扫描电镜观察显示支架的三层结构明显不同且紧密结合,其软骨层、过渡层、硬骨层的孔径分别为150~250μm,≤60μm,150~450μm;孔隙率检测结果依次为84%,60%,75%;力学强度测定依次为2.93,6.43,4.30MPa;支架对骨髓间充质干细胞无毒性,细胞黏附与生长状态良好。结果表明该一体化骨软骨组织工程支架具有仿生学特性,符合骨软骨组织工程支架的基本条件。     

新型组织工程软骨支架材料及其构建技术的改进

软骨组织损伤后自身修复能力有限，组织工程学使得关节软骨的生物学替代物即人工软骨显示出美好的前景。软骨生物支架材料为组织工程的重要一环，探讨软骨生物支架材料的研究进展对构建人工软骨具有重大意义。通过对支架材料进行表面修饰、采用新型构建技术以及利用天然和合成材料的各自优势联合应用，进行多材料复合，以研制出具有生物相容性好、力学适应能力强的复合材料、仿生材料、智能材料将是近年来人工软骨生物支架材料的主要研究方向。     

聚磷酸钙纤维/羟基磷灰石/明胶软骨组织工程支架材料的制备及性能

背景:目前明胶基组织工程支架材料存在力学性能低、生物相容性差、降解速率难以控制等缺陷。目的:通过添加聚磷酸钙纤维和羟基磷灰石改善明胶支架材料的性能。方法:以自制聚磷酸钙纤维和羟基磷灰石为添加材料,明胶为基体材料,以戊二醛为交联剂,采用溶媒浇铸/粒子滤取技术制备配比为50/10/40的聚磷酸钙纤维/羟基磷灰石/明胶软骨组织工程支架复合材料。测试支架材料的物理力学性能,并观察其微观结构。结果与结论:采用溶胶凝胶法制得的羟基磷灰石粉末结晶程度较差,经900℃下煅烧0.5h后,可制得结晶程度较高的羟基磷灰石粉末。聚磷酸钙纤维/羟基磷灰石/明胶软骨组织工程支架材料具有三维、连通、微孔网状空间结构,孔隙率在65%-90%之间,满足软骨组织工程对其支架材料孔隙的要求。戊二醛的交联作用和聚磷酸钙纤维的增强作用,克服了明胶在制备多孔支架时容易收缩的缺点,制得高孔隙率三维连通的支架材料。     

制备软骨组织工程支架的材料和方法

背景：软骨组织工程的研究为修复软骨缺损提供了新的思路和方法,其中如何获得理想的组织工程支架是这一研究的核心和难点。目的：回顾性分析软骨组织工程支架的材料选择和制备方法。方法：由第一作者检索2000至2012年PubMed数据库、ELSEVIER SCIENCEDIRECT、万方数据库、中国知网库有关制备软骨组织工程支架的材料选择和方法等方面的文献。结果与结论：软骨支架材料分为天然生物材料、人工合成高分子材料和复合材料。可采用相分离法、溶剂浇铸/粒子沥滤技术、气体发泡技术、快速成型技术及静电纺丝法制备支架材料。由于胶原、琼脂糖和藻酸盐等水凝胶类天然材料可提供足够的生物相容性、增殖和黏附能力及亲水性,电纺的人工合成高分子材料复合支架又可以保证支架的力学强度、塑形要求、孔隙率、可降解性等,将天然材料利用包埋技术和表面修饰技术复合于电纺的高分子复合材料支架上将更有利于支架性能的发挥。     

制备软骨组织工程支架的材料和方法

背景:软骨组织工程的研究为修复软骨缺损提供了新的思路和方法,其中如何获得理想的组织工程支架是这一研究的核心和难点。目的:回顾性分析软骨组织工程支架的材料选择和制备方法。方法:由第一作者检索2000至2012年PubMed数据库、ELSEVIER SCIENCEDIRECT、万方数据库、中国知网库有关制备软骨组织工程支架的材料选择和方法等方面的文献。结果与结论:软骨支架材料分为天然生物材料、人工合成高分子材料和复合材料。可采用相分离法、溶剂浇铸/粒子沥滤技术、气体发泡技术、快速成型技术及静电纺丝法制备支架材料。由于胶原、琼脂糖和藻酸盐等水凝胶类天然材料可提供足够的生物相容性、增殖和黏附能力及亲水性,电纺的人工合成高分子材料复合支架又可以保证支架的力学强度、塑形要求、孔隙率、可降解性等,将天然材料利用包埋技术和表面修饰技术复合于电纺的高分子复合材料支架上将更有利于支架性能的发挥。     

同种异体组织工程预定形态软骨的研究

目的研究以聚羟基乙酸(Polyglycolicacid,PGA)为细胞支架同种异体预定形态组织工程化软骨在有免疫力的动物体内构建的可行性。方法取1周龄乳兔肋软骨和关节软骨,收集体外培养第3～4代的软骨细胞,接种于塑为管状和片状经多聚赖氨酸处理的PGA材料上。分别于6、12周取材,行大体和组织学观察评价。结果软骨细胞-PGA复合物体外培养1周有基质产生。种植6周后,管状和片状复合物生成软骨,结缔组织内可见炎细胞;12周时软骨细胞成熟。结论同种异体软骨细胞与PGA所形成的复合物在有免疫力的动物体内可构建出预定形态软骨。     

运动性软骨损伤与组织工程化软骨及生物支架材料的修复

背景:篮球运动中造成软骨损伤较为常见.随着组织工程和生物材料的应用发展,利用软骨组织工程化或支架材料修复已成为趋势.目的:对篮球运动中造成软骨损伤的因素进行探讨,重点对组织工程支架材料修复过程中关注的3个要素的研究和运用情况进行概括.方法:由第一作者检索2005-01/2010-10PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn).英文检索词为"crtilage,damage,treatment,biological materials",中文检索词为"组织工程;软骨损伤;修复;生物材料;种子细胞".检索文献量总计120篇,选择文章内容与软骨治疗方法、材料学特点、生物相容性、材料改性、表面修饰及其应用效果相关等方面的文献,排除陈旧及重复实验文章,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志的文章,最终纳入30篇符合标准的文献.结果与结论:种子细胞、支架材料和体外培养环境,构成了软骨组织工程学注重的3个要素,3者组成了一个相互促进相互制约的整体,以组织工程技术修复软骨损伤时应注重到3者间的恰当选择和配置.     

运动性软骨损伤与组织工程化软骨及生物支架材料的修复

背景：篮球运动中造成软骨损伤较为常见。随着组织工程和生物材料的应用发展,利用软骨组织工程化或支架材料修复已成为趋势。目的：对篮球运动中造成软骨损伤的因素进行探讨,重点对组织工程支架材料修复过程中关注的3个要素的研究和运用情况进行概括。方法：由第一作者检索2005-01/2010-10PubMed数据库（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed）及万方数据库（http：//www.wanfangdata.com.cn）。英文检索词为＂crtilage,damage,treatment,biological materials＂,中文检索词为＂组织工程;软骨损伤;修复;生物材料;种子细胞＂。检索文献量总计120篇,选择文章内容与软骨治疗方法、材料学特点、生物相容性、材料改性、表面修饰及其应用效果相关等方面的文献,排除陈旧及重复实验文章,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志的文章,最终纳入30篇符合标准的文献。结果与结论：种子细胞、支架材料和体外培养环境,构成了软骨组织工程学注重的3个要素,3者组成了一个相互促进相互制约的整体,以组织工程技术修复软骨损伤时应注重到3者间的恰当选择和配置。     

制备软骨组织工程支架的方法

背景：软骨组织工程支架作为软骨细胞外基质的替代物,其外形和孔结构对实现其作用和功能具有非常重要的意义。 目的：回顾目前若干种常用软骨组织工程中三维多孔支架的制备方法。 方法：由第一作者检索2000至2013年PubMed数据库,ELSEVIER SCIENCEDIRECT、万方数据库、中国知网数据库。英文检索词为＂Cartilage tissue engineering;scaffolds;fabrication＂,中文检索词为＂软骨组织工程;制备方法;支架材料;多孔支架＂。 结果与结论：制备软骨组织工程支架的方法有相分离/冷冻干燥法、水凝胶技术、快速成型技术、静电纺丝法、溶剂浇铸/粒子沥滤法及气体发泡法等。目前研究发现,支架中孔径的大小对组织的重建有着直接的影响,孔径为100-250 μm的孔有益于骨及软骨组织的再生。通过溶液浇铸/粒子沥滤法、气体发泡法所制备的支架孔径大小在这一范围内,因此比较适合用于骨、软骨组织工程支架的构建。研究人员通常将多种方法结合起来,以期能制备出生物和力学性能方面更加仿生的组织工程多孔支架。     

软骨组织工程中支架材料的文献回顾

背景:目前报道的软骨组织工程支架材料,大体分为天然高分子材料、人工合成可降解材料、天然材料与合成高分子材料复合构造的新型生物材料和纳米材料4大类。目的:总结近年来国内外关于组织工程支架材料的文献,对其进行简要综述,并探讨目前存在的问题和应用前景。方法:由第一作者应用计算机检索PubMed数据库及中国期刊网全文数据库1997-01/2011-01有关软骨组织工程支架材料的文章,英文检索词为"natural polymer materials,synthetic materials,new biological materials,nanometer materials,scaffold materials,cartilage tissue engineering",中文检索词为"天然高分子材料,人工合成材料,新型生物材料,纳米材料,支架材料,软骨组织工程"。排除重复性研究,共保留33篇文献进行综述。结果与结论:软骨组织工程支架已由先前的单一材料逐渐向复合材料转变,其孔隙率更高、抗原性更低、组织相容性更好,软骨细胞的黏附及增殖更好。结合计算机辅助设计和三维打印快速成形技术,将生物可降解材料预制加工成精确形状,通过降解速率较慢的内支撑支架,维持材料支架的精确外形,研发具有一定机械强度、适当孔径和精确外观形状的可降解生物支架材料是未来的发展方向。     

软骨组织工程中支架材料的文献回顾

背景：目前报道的软骨组织工程支架材料,大体分为天然高分子材料、人工合成可降解材料、天然材料与合成高分子材料复合构造的新型生物材料和纳米材料4大类。目的：总结近年来国内外关于组织工程支架材料的文献,对其进行简要综述,并探讨目前存在的问题和应用前景。方法：由第一作者应用计算机检索PubMed数据库及中国期刊网全文数据库1997-01/2011-01有关软骨组织工程支架材料的文章,英文检索词为＂natural polymer materials,synthetic materials,new biological materials,nanometer materials,scaffold materials,cartilage tissue engineering＂,中文检索词为＂天然高分子材料,人工合成材料,新型生物材料,纳米材料,支架材料,软骨组织工程＂。排除重复性研究,共保留33篇文献进行综述。结果与结论：软骨组织工程支架已由先前的单一材料逐渐向复合材料转变,其孔隙率更高、抗原性更低、组织相容性更好,软骨细胞的黏附及增殖更好。结合计算机辅助设计和三维打印快速成形技术,将生物可降解材料预制加工成精确形状,通过降解速率较慢的内支撑支架,维持材料支架的精确外形,研发具有一定机械强度、适当孔径和精确外观形状的可降解生物支架材料是未来的发展方向。     

骨及软骨组织工程支架材料

生物降解性三维支架材料在骨组织工程制备中起着十分重要的作用,它与种子细胞共同构成组织工程的核心-三维空间复合体。目前取得较好效果的骨及软骨组织工程支架材料,主要由L-聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物等加工而成的纤维网状或微孔海绵状材料。     

软骨组织工程支架材料研究的现状

目的:总结和分析软骨组织工程支架材料的研究进展、现状及其发展趋势。资料来源:应用计算机检索Medline1996-01/2006-10关于软骨组织工程支架材料方面的文章。检索词“cartilagedefects,tissueengineering,scaffold”并限定文章的语言种类为English。同时利用计算机检索中国期刊全文数据库1996-01/2006-10的相关文章,限定文章语言种类为中文,检索词“组织工程、软骨损伤、支架材料”等。资料选择:对资料进行初审,纳入标准:①关于软骨组织工程材料研究的现状、研究进展及发展方向。②对具体研究的回顾调查研究。排除标准:重复性研究。资料提炼:共收集到符合上述要求的文献62篇,排除28篇重复性研究。34篇符合纳入标准。资料综合:在软骨组织工程中支架材料起着非常重要的作用,选择合适的载体是一个首先要解决的问题。在生物材料研制与开发过程中,应特别注重细胞与生物材料相互作用的研究,避免生物材料研究与种子细胞研究脱节。对材料进行生物或化学修饰的复合材料、纳米材料、仿生材料及智能材料等的研制与开发将是未来生物材料研究的重要内容。结论:选用软骨组织组织工程支架材料时,应充分考虑到无机材料、有机材料及自体骨材料的优缺点,通过表面改性提高材料的生物性能     

组织工程软骨支架材料研究热点与软骨运动损伤的修复

背景:从大量研究资料来看,运用组织工程支架材料修复软骨损伤日趋成熟与多样,构建生物特性与正常关节软骨相似的组织工程软骨已经成为目前研究的热点.目的:对软骨生理特点及损伤因素进行探讨,对目前在关节软骨修复中的生物支架材料进行分类和归纳.方法:作者应用计算机检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm),在标题和摘要中以"Cartilage,Damage,Biological Materials,Suppor"或"软骨,损伤,生物材料,支架"为检索词进行检索.选择文章内容与软骨支架材料治疗手段、材料学特点、生物相容性及其应用效果相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章.共纳入28篇文献.结果:人体软骨组织损伤后自我康复较难,植入组织工程支架材料成为软骨组织修复的重要手段.软骨组织工程支架材料的选择与研制经历了天然材料、合成材料等由单一材料向复合材料研制的快速发展时期,可注射材料、基因技术和纳米材料以及改性修饰材料技术的运用,正成为目前研究的热点和发展趋势.     

兔骨髓间充质干细胞及聚羟基乙酸支架材料构建人工软骨的可行性

背景:选择适合的生物支架与骨髓间充质干细胞作为新型的种子细胞复合能否构建出理想的组织工程化软骨?目的:观察将扩增的兔骨髓间充质干细胞接种于聚羟基乙酸构建人工软骨的可行性。设计:单一样本观察。单位:泸州医学院附属医院耳鼻咽喉头颈外科。材料:实验于2004-10/2005-10在泸州医学院完成。选用8只日本大耳兔,雌雄不拘,清洁级,二三个月龄,体质量1.5～2.0kg,常温常湿环境饲养。聚羟基乙酸由美国Albany公司生产。方法:分离、获取、扩增实验兔骨髓间充质干细胞,将聚羟基乙酸剪成1cm×1cm×1cm大小,并以多聚赖氨酸包被,通过将扩增的骨髓间充质干细胞接种于聚羟基乙酸上,按4mL/cm3多点播散的方式均匀地接种在预湿的聚羟基乙酸支架上,体外诱导培养3周,作为实验组。将不加入骨髓间充质干细胞的聚羟基乙酸支架作为对照组。将实验组和对照组的标本分别植入4只自体兔腹腔内,进行体内培养6～12周后,分别取出实验组与对照组的标本,对其进行大体观察。同时以100g/L中性甲醛固定,行5μm切片,采用苏木精-伊红染色观察标本的组织形态学特点,进行阿新蓝染色以观察酸性粘多糖形成,进行甲苯胺蓝染色以观察异染性基质的形成,进行免疫组织化学染色检测Ⅱ型胶原蛋白的表达。主要观察指标:两组支架植入实验兔体内后6,12周时标本大体观察结果、不同染色观察结果及Ⅱ型胶原蛋白的表达。结果:纳入8只实验兔均进入结果分析。①支架植入实验兔体内后6及12周标本大体观察结果:支架植入兔腹腔6周后,实验组标本均仍被腹腔大网膜包裹,剥去大网膜后,有3个标本成淡黄色,光滑,质地中,外形与植入前基本一致,1个标本呈灰黑色,质地很软,标本不能成形。12周后,实验组标本的外形仍与植入前基本一致,呈灰白色,光滑,但质地明显较硬。而第6,12周的对照组的标本大部分均被吸收,以第12周的标本更明显,且均未见软骨样组织形成。②支架植入实验兔体内后6及12周不同染色观察结果及Ⅱ型胶原蛋白的表达:苏木精-伊红染色结果显示:6周时,有软骨陷窝样结构开始形成,聚羟基乙酸支架开始降解;12周时,复合物呈现软骨组织样的形态,有较明显的软骨陷窝样结构形成,细胞排列规则,成群存在于软骨陷窝样结构内,边缘的细胞小,中央的细胞大,聚羟基乙酸基本完全消失。阿新蓝染色结果:6周时,组织内有部分区域被染成淡蓝色;12周时组织的基质被广泛染成蓝紫色,说明有大量的酸性粘多糖形成。苯胺蓝染色结果:6周时,组织内可见蓝色异染性基质;12周时组织内呈现很强的蓝色异染。免疫组织化学染色结果:6周时,胞浆内可见棕黄色阳性颗粒,基质内有少量的Ⅱ型胶原蛋白表达;12周时,胞浆、基质内均有较强的阳性表达。Ⅱ型胶原蛋白的表达:6周时,胞浆内可见深棕黄色阳性颗粒,基质内有少量的Ⅱ型胶原mRNA表达;12周时,胞浆、基质内均有强的阳性表达。对照组标本基本上已被吸收,没有成形的组织工程化标本。结论:兔骨髓间充质干细胞在诱导剂作用下,经体外和体内培养后,可生成组织工程化类软骨。     

羟基丁酸-羟基辛酸共聚物/脱细胞软骨基质复合支架的制备与体外降解

背景:羟基丁酸-羟基辛酸共聚物具有高生物相容性和降解性,但单一材料无法满足组织工程支架的要求。脱细胞软骨基质是制备复合支架的常用材料,具有良好的生物相容性和无抗原性等优点。目的:将羟基丁酸-羟基辛酸共聚物、脱细胞软骨基质以不同比例混合制备复合支架,观察其体外降解速率。方法:取新鲜猪关节软骨,用含有双抗的PBS液浸泡,放入含有苯甲基磺酰氟的tri-HCl缓冲液,加入DNase酶和RNase酶,用D-Hank’s液冲洗等步骤制备脱细胞软骨基质。采用溶剂浇注-颗粒沥滤的方法与羟基丁酸-羟基辛酸共聚物按不同浓度混合,制备出不同比例的复合支架。结果与结论:脱细胞软骨基质的比例不同,复合材料的完全降解时间也不同,8%含量的脱细胞软骨基质最符合软骨组织工程支架的要求。