软骨细胞外基质与壳聚糖复合制备组织工程软骨支架及其性能研究

 目的 探讨采用壳聚糖与脱细胞软骨基质复合制备组织工程软骨支架的可行性,检测其理化性能和细胞相容性。方法 取天然人软骨粉碎.取 100 nm~5μm 软骨微丝,脱细胞处理后制备为质量浓度 1%悬液.与质量浓度 2%壳聚糖醋酸溶液按 1颐1(重量比)充分搅拌混合,冷冻干燥制备复合支架。对支架交联,并进行组织学、扫描电镜、孔隙率及吸水性测定、生物力学评估, MTT法分析支架浸提液毒性。分离培养犬软骨细胞.种植到支架上.倒置显微镜、电镜观察细胞在支架的生长、分化情况。结果 组织学显示支架中无细胞碎片残留.II型胶原免疫组化染色阳性。扫描电镜显示支架内孔洞相互连通似海绵状.孔径为(136.2±34.9)μm.孔隙率为 81.4%±3.5%.吸水性约为 1525.7±129.3%。支架纵向弹性模量为(1.940±0.335)MPa。 MTT法显示不同浓度支架浸提液与对照培养液吸光度值比较.差异无统计学意义(P>0.05)。倒置显微镜观察.细胞在支架上粘附良好.扫描电镜下细胞在支架上均匀分布.呈圆形或椭圆形.有基质分泌。结论 软骨细胞外基质和壳聚糖复合制备的仿生三维多孔双相支架.具有较高的孔隙率和吸水性.良好的生物力学特性.无毒.生物相容性良好.是组织工程软骨的良好支架载体。     

组织工程的研究现状

组织工程的研究现状张晨＊张东＊高景恒＊十九世纪和二十世纪中叶，生物学的两大发现是细胞和ＤＮＡ的双螺旋结构，标志着细胞生物学和分子生物学的形成，它们是现代医学发展的两个重要里程碑。近二十年来，在国际上兴起了一门由生物医学和工程学技术相结合的边缘学科，即...     

同种异体兔耳软骨ECM复制兔耳软骨的实验研究——软骨组织工程的…

我们这项研究旨在寻求一种能够避免组织移植和人工材料的缺点，又能获得自体组织移植相同的效果的移植材料，选用１０只纯种新西兰大耳白兔，导体兔耳软骨细胞外基质，兔耳软骨缺损分别以下列四组方式修复：（１）兔耳软骨ＥＣＭ＋兔耳软骨骨膜。（２）兔耳软骨ＥＣＭ，（３）兔耳软骨膜，（４）空白，术后６、１２、２４、４８周分别切取修复区域标本，做ＨＥ、奥新蓝两种染色，结果显示，ＥＣＭ植入体内后６周有轻度的炎症反应，术     

软骨细胞外基质源性取向支架与骨髓基质干细胞体外软骨组织工程的初步研究

目的 制备关节软骨细胞外基质源性取向支架,观察其对体外培养的骨髓基质干细胞分布排列的影响,探索其用于修复关节软骨缺损的可行性.方法 收集天然猪关节软骨,在PBS溶液中超微湿法粉碎关节软骨,利用差速离心收集细胞外基质悬液;低温超速离心收集沉淀,制备成2%～3%悬液;采用定向结晶与冷冻干燥技术制备取向支架,应用紫外交联及碳化二亚胺交联.光学显微镜及扫描电镜观察支架的形态结构,冰冻切片后组织化学染色对支架进行定性分析;生物力学方法检测支架的力学特性.分离培养兔骨髓基质干细胞,PKH26标记,接种到支架上体外软骨诱导培养,倒置荧光显微镜及扫描电镜观察培养3 d内种子细胞在支架内的黏附、分布及排列方式.结果 制备的支架材料具有垂直取向排列的孔道结构,软骨细胞外基质特异性染色阳性,纵向压缩弹性模量为(2.02±0.02)MPa,横向压缩弹性模量为(0.264±0.16)MPa,具有各向异性的力学特点.体外培养显示骨髓基质干细胞广泛均匀地分布在支架内部,并且在支架材料表层呈平行排列,深层呈柱状排列,类似于天然软骨组织中细胞的排列方式.结论 以关节软骨细胞外基质材料制备的取向性组织工程支架,在生化组成和结构上仿生天然关节软骨细胞外基质,是一种较为理想的软骨组织工程支架.     

周围神经组织工程支架材料的研究进展

周围神经组织的主要功能细胞是许旺细胞。单纯的细胞种植存活时间短，主要原因是没有适合许旺细胞生存的细胞外基质(extraeellular matrix，ECM)——支架材料(scaffolding material)，因此，周围神经组织工程研究的重点之一是构建适合许旺细胞长期存活、发挥生理功能的ECM。     

软骨细胞外基质源性取向支架与骨髓基质干细胞体外软骨组织工程的初步研究

Objective To fabricate cartilage extracellular matrix (ECM) oriented scaffolds and investigate the attachment, proliferation, distribution and orientation of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) cultured within the scaffolds in vitro. Methods Cartilage slices were shattered in sterile phosphate-buffered saline (PBS) and the suspension were differentially centrifugated untill the micro- fiber of the cartilage extracellular matrix was disassociated from the residue cartilage fragments. At last the supernatant were centrifugated, the precipitation were collected and were made into 2%-3% suspension. Using unidirectional solidification as a freezing process and freeze-dried method, the cartilage extracellular matrix derived oriented scaffolds was fabricated. The scaffolds were then cross-linked by exposure to ultraviolet radiation and immersion in a carbodiimide solution. By light microscope and scan electron microscope (SEM) observation, histological staining, and biomechanical test, the traits of scaffolds were studied. After being labelled with PKH26 fluorescent dye, rabbit BMSCs were seeded onto the scaffolds. The attachment, proliferation and differentiation of the cells were analyzed using inverted fluorescent microscope. Results The histological staining showed that toluidine blue, safranin O, alcian blue and anti-collagen Ⅱ immunohistochemistry staining of the scaffolds were positive. A perpendicular pore-channel structures which has a diameter of 100 μm were verified by light microscope and SEM analysis. The cell-free scaffolds showed the compression moduli were (2.02±0.02) MPa in the mechanical testing. Inverted fluorescent microscope showed that most of the cells attached to the scaffold. Cells were found to be widely distributed within the scaffold, which acted as a columnar arrangement. The formation of a surface cells layer was found on the surface of the scaffolds which resembled natural cartilage. Coclusion The cartilage extracellular matrix derived oriented scaffolds have promising biological, structural, and mechanical properties.     

同种异体兔耳软骨ECM复制兔耳软骨的实验研究──软骨组织工程的实验研究预试验报告

我们这项研究旨在寻求一种能够避免组织移植和人工材料的缺点，又能获得自体组织移植相同的效果的移植材料。选用１０只纯种新西兰大耳白兔，异体兔耳软骨细胞外基质（ＥＣＭ）。兔耳软骨缺损分别以下列四组方式修复：①兔耳软骨ＥＣＭ＋兔耳软骨骨膜，②兔耳软骨ＥＣＭ，③兔耳软骨膜，④空白。术后６、１２、２４、４８周分别切取修复区域标本，做ＨＥ、奥新蓝两种染色。结果显示，ＥＣＭ植入体内后６周有轻度的炎症反应，术后１２周炎症异物反应消失，ＥＣＭ周边无包裹现象，术后１２周骨膜细胞长入ＥＣＭ，但细胞排列不规则。术后２４周、４８周ＥＣＭ仍然存在，无吸收现象，软骨膜与ＥＣＭ覆着处细胞长入ＥＣＭ，排列较１２周时规则，呈奥新蓝反应强阳性。结论：①ＮＥＣＭ可以作为组织充填物而长期存在并有较好的组织亲和性和相容性，因此有希望成为新一代的组织替代物。②ＮＥＣＭ可以诱导软骨膜细胞向其中生长而重建软骨，因此软骨ＮＥＣＭ有可能是复合生长因子。③软骨膜可以作为软骨ＮＥＣＭ复制软骨组织的细胞来源。④根据本实验观察一年的结果证明应用兔耳软骨ＥＣＭ，可以复制出新的软骨。     

皮肤组织工程

目的 综述近阶段皮肤组织工程研究领域中的进展。方法 广泛查阅国内外近期在皮肤组织工程研究的文献,着重阐述表皮替代物,真皮替代物,培养的表皮真皮复合皮片的研究进展和重要问题。结果 多数学者认为理想的皮肤替代物应及时重建已人的表皮和真皮结构。目前的研究主要集中在如何尽早移植表皮细胞,并保护移植后细胞的活性和功能,以及研制能更有效地促进细胞功能,诱导创床血植入,移植后可降解,无毒性,无病原携带风险的细胞     

促进内皮祖细胞生长的细胞外基质组织工程血管支架的研究

目的 研究鼠骨髓来源内皮祖细胞(endothelial progenitor cells,EPCs)在不同类型细胞外基质支架上的生长特性,为EPCs生长寻找新的生物组织工程血管支架.方法 EPCs种植于细胞外基质支架(extracellular matrix,ECM)上.培养不同时间点用免疫荧光技术鉴定并细胞记数;电镜观察支架表面结构及EPCs的生长情况;Western blotting法、real-time PCR法检测VWF(von Willebrand factor)蛋白及mRNA表达变化.结果 在1、3、5 h 3个检测点的压缩组细胞贴壁率明显高于未压缩组(P<0.01).在1、3、7 d压缩组的细胞数明显高于未压缩组(P<0.05),10d后差异无统计学意义,且压缩组细胞形态较成熟,与内皮细胞相似,有一个较平整的细胞平面.Western blotting检测表明3、7、10 d VWF蛋白在压缩支架上表达比未压缩支架上强,14 d后两组表达相当.real-time PCR结果示3、7、10 d压缩组VWF基因表达量明显高于未压缩组(P<0.01),14 d后两组表达无差异.结论 压缩ECM更能促进EPCs黏附、增殖和分化,可作为一种新的合成人工血管的生物组织工程支架.     

人皮肤成纤维细胞与PGA进行组织构建的适宜接种浓度

目的 可吸收生物材料聚羟乙酸(PGA)与成纤维细胞已被证实可以应用于体外组织工程肌腱的构建,本试验旨在探讨应用人皮肤成纤维细胞与PGA在体外进行组织构建时的适宜接种浓度.方法 酶消化法获得人皮肤成纤维细胞经体外培养、扩增至第2代,按照低、中、高三种浓度接种于PGA材料分别作为实验组1、2、3,传统浓度细胞接种的作为对照组,各组样本数n均为3,分别于接种后3天、1周、2周和4周进行观察和检测.结果 接种后3天实验各组无明显差异,细胞在材料上黏附伸展良好.1周和2周时,各组细胞均有明显增殖,并分泌细胞外基质(ECM extra cellular matrix),但实验组1、2的ECM不如实验组3和对照组丰富,此后该现象更为明显.至第4周时,实验组1仅形成厚薄不均的薄膜状物,其余三组均形成组织样结构,但实验组2形成的细胞--材料复合物结构略为松散.结论 应用本实验组中高浓度接种皮肤成纤维细胞在体外构建工程化组织可以达到传统所用更高浓度的接种效果,以节约细胞,减少取材.     

基于有限元的组织工程肌腱支架材料的力学分析

目的 对组织工程生物可降解支架材料进行力学分析.方法 建立了一种组织工程肌腱支架材料的三维模型,用有限元数值分析方法,对所建模型在不同载荷情况下的受力状况进行了计算分析.结果 相对于该材料表面的狭长槽而言,最大应力发生在狭长槽两端面的上方的两个角.该材料在所加力大于0.01牛时产生明显变形,当拉力达到0.05牛顿时已超过材料的力学承受极限.结论 有限元的分析方法是合理、可行的,对细胞如何在材料的分布提供理论依据.     

Design of Fibrin Matrix Composition to Enhance Endothelial Cell Growth and Extracellular Matrix Deposition for In Vitro Tissue Engineering

Tissue-engineered blood vessel substitutes should closely resemble native vessels in terms of structure, composition, mechanical properties, and function. Successful cardiovascular tissue engineering requires optimization of in vitro culture environment that would produce functional constructs. The extracellular matrix (ECM) protein elastin plays an essential role in the cardiovascular system to render elasticity to blood vessel wall, whereas collagen is responsible for providing mechanical strength. The objective of this study was to understand the significance of various ECM components on endothelial cell (EC) growth and tissue generation. We demonstrate that, even though fibrin is a good matrix for EC growth, fibronectin is the crucial component of the fibrin matrix that enhances EC adhesion, spreading, and proliferation. Vascular EC growth factor is known to influence in vitro growth of EC, but, so far, ECM deposition in in vitro culture has not been reported. In this study, it is shown that incorporation of a mixture of hypothalamus-derived angiogenic growth factors with fibrin matrix enhances synthesis and deposition of insoluble elastin and collagen in the matrix, within 10 days of in vitro culture. The results suggest that a carefully engineered fibrin composite matrix may support EC growth, survival, and remodeling of ECM in vitro and impart optimum properties to the construct for resisting the shear stress at the time of implantation.     

组织工程化人工神经构建的方法研究

目的：探索用组织工程方法构建人工神经的可行性。方法：用鼠尾胶和层粘蛋白共同修饰的polyglytin 910纤维以及生物膜作为支架与成年兔雪旺细胞培养2周。观察细胞生长迁移情况。结果：雪旺细胞能在共聚物纤维上迁移包裹，均匀分布于支架之间及吸附在支架表面。雪旺细胞在生物膜上能吸附生长。结论：成年雪旺细胞可以在修饰后的polylytin910纤维和生物膜上得到扩增，二者共同形态的三维立体结构具有人工神经的基本特性。     

组织工程心脏瓣膜构建现状与发展

为了克服目前临床应用的人工心脏瓣膜在抗凝和衰坏方面的缺点，随着组织工程学的发展、构建组织工程心脏瓣膜的研究已了得初步进展。综述近年来组织工程心脏瓣膜在种植材料、种子细胞、动物实验和基础研究方面取得的进展，并探讨组织工程心脏瓣膜在种植材料、种子细胞、动物实验和基础研究方面取得的进展，并探讨组织工程心脏瓣膜的优越性和可行性。     

心肌组织工程细胞外基质的研究进展

心肌组织工程技术的问世良好地解决了心肌梗死后组织细胞移植过程中出现的一系列问题,同时也建立为选择更好材料及更好移植手段的技术平台。但无论是动物实验研究还是最近的临床试验都表明,目前细胞移植手段仍存在不少缺陷,主要在于优良种子细胞的缺乏以及移植后细胞的低生存率和低分化率。在这种背景下,作为心肌组织工程支架材料的细胞外基质(extracellular matrix,ECM)越来越受到人们的关注和重视,成为近些年来医学研究的前沿和热点。而ECM也不再仅仅被理解为一种支架材料或是一种组织,而是能为细胞提供必要信号、影响细胞内增殖、分化和代谢重要途径的关键角色。ECM相关模型大致可分为以下几类:天然生物支架材料、人工合成高分子支架材料以及物理和生物学特性更加平衡的复合支架材料。我们对近几年心肌组织工程领域ECM方面的研究进展及ECM的材料进行综述。     

人包皮脱细胞基质组织工程化尿道的可行性研究

目的:为人包皮脱细胞基质作为尿道组织工程修复材料提供依据。方法:制备人包皮脱细胞基质,对其进行组织学观察、细胞毒性以及体内实验,检验其作为尿道材料的安全性和组织相容性。结果:制备的人包皮脱细胞基质,细胞去除完全,用原代包皮上皮细胞测定其细胞毒性,结果显示细胞相对增值率在75%～99%之间,细胞毒性为1级,符合国家标准,回植体内后,随着时间的延长,人包皮脱细胞基质与尿路上皮细胞结合完好,正常尿道复层结构层次逐步恢复。结论:人包皮脱细胞基质抗原性低,相容性好,可以作为组织工程尿道的支架材料。     

Biomaterials as Scaffold for Bone Tissue Engineering

Abstract Almost 20 years after the invention of tissue engineering, autogenous bone grafting has remained the favored strategy for the treatment of bone defects. As an alternative, a vast variety of bone substitutes has been developed and is available for clinical use. The ongoing search for bone substitutes, however, reflects the limitations imposed to both autogenous and allogenous bone grafts as well as to bone substitute materials. The concept of tissue engineering holds great promise for the future treatment of osseous defects. Research in this interdisciplinary field is carried out to find a way of producing biologic substitutes as functional tissue replacement. For this, functionally active cells are applied on supporting scaffolds under controlled stimulation with growth factors. Scaffolds are temporary matrices for bone growth and provide a specific environment and architecture for tissue development. Ideally, scaffolds favor cellular attachment, growth and differentiation in vitro and in vivo. Especially ceramics and biodegradable polymers are widely used and have been tested in various animal studies. Yet, to allow for precise production of specific custom-made scaffolds, rapid prototyping (RP) techniques have recently drawn a lot of attention. Using these methods scaffolds with a predefined, well-controlled internal and external architecture mimicking the structure of natural bone can be generated. Although biocompatibility of the materials used in the process and the structural resolution that can be technically achieved so far limit the range of use, rapid manufacturing techniques do offer great opportunities to generate suitable scaffolds for bone tissue engineering in the near future.     

组织工程支架材料在膀胱修复中的应用进展

组织工程技术为膀胱的修复与重建开辟了一条崭新的途径。近年来,利用组织工程技术进行膀胱修复重建的实验和临床研究逐年增加。支架材料作为组织工程膀胱修复重建的关键部分,受到了极大的关注。本文就组织工程膀胱构建中支架材料的研究进展进行综述。     

组织工程软骨生物反应器的设计

目的 根据流体力学原理优化反应器内腔结构,并设计一套组织工程软骨生物反应器.方法 采用计算机仿真的方法对反应器内腔流场进行仿真计算,通过流场分析确定内腔结构,最终构建一套完整的生物反应器系统.结果 确定了生物反应器的内腔结构,生物反应器由控制系统和细胞培养室两部分构成,能置于培养箱中对软骨细胞材料复合物进行动态培养.结论 反应器内腔的结构是合理的.整个生物反应器系统运行可靠.