修复运动性肌腱损伤组织工程化肌腱及种子细胞和支架材料

背景：获得大规模、具有再生活力的种子细胞以及具有与正常人体肌腱组织相接近的力学性能的理想支架材料是当前组织工程化肌腱研究面临的最为关键的限制性因素。 目的：总结和分析组织工程肌腱研究中的种子细胞和支架材料的研究进展。 方法：查阅近年来肌腱组织工程研究的相关文献,综合国内外最新研究成果,就肌腱组织工程中合适的种子细胞来源、研究更为理想的支架材料及组织相容性等方面的进展进行概述。 结果与结论：肌腱组织工程中常用的种子细胞有间充质干细胞、肌腱干细胞及胚胎干细胞等,可以向骨、软骨和脂肪分化,修复肌腱损伤的理想细胞。肌腱组织工程支架材料有天然材料及人工合成材料等,肌腱组织工程支架材料应有良好的生物相容性和适度的机械性能,复合材料将是肌腱组织工程支架材料研究的重点。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程      

肌腱组织工程中三维支架材料性能及其力学特性

目的:总结近年组织工程肌腱支架材料及组织工程技术修复肌腱缺损的研究进展。方法:以"组织工程,肌腱支架材料,力学特性,肌腱移植"为中文关键词,"Tissue Engineering,tendon,Scaffold"为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与组织工程肌腱力学性能及组织工程化肌腱的实验研究与临床应用相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以24篇文献为主,重点对一下4个问题进行了讨论:①肌腱组织工程的研究进展。②组织工程肌腱支架材料的生物力学分析。③生物材料在肌腱组织工程中的应用。④组织工程技术在修复肌腱缺损的临床应用。结果:目前,肌腱组织工程研究的支架材料主要有天然高分子材料和合成高分子材料两大类。肌腱支架材料的制备和选择思路主要有两条:一是利用人工合成材料制造具有优异性能及结构的仿生材料;另一条是利用天然细胞外基质材料经处理后制备成天然衍生支架材料,利用生物组织原有生物结构特性构建组织工程化肌腱。组织工程化肌腱的构建必须模拟体内三维物理环境,采用微机控制步进电机对肌腱细胞-基质复合三维支架施以动态应变力,明显提高了肌腱细胞的增殖速率和胶原分泌量,且可牵引肌腱细胞沿应力方向延展。结论:目前,实验提供的物理刺激也相对单一,模拟体内三维物理环境构建人工肌腱的技术和设备需要进一步研究和完善。要真正实现体外预制有生命的种植体完全替代体组织和器官功能,还有许多问题有待进一步的研究和解决。     

不同支架材料构建组织工程化肌腱在运动性损伤的应用

目的:评价不同支架材料构建组织工程化肌腱的组织相容性存在问题和应用前景。方法:以"支架材料,组织工程,肌腱,组织相容性"为中文关键词;以"support material;tissue engineering muscle tendon,tissue consistence"为英文关键词,采用计算机检索1994-01/2010-03相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程肌腱相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以32篇文献为主重点进行了讨论不同支架材料构建组织工程化肌腱的组织相容性存在问题和应用前景。结果:体外构建组织工程肌健时肌健细胞合成胶原能力最强,在现有条件下是体外构建组织工程肌腱的最佳种子细胞。而在材料方面,壳聚糖/聚乳酸羟基乙酸乳化膜是一种较理想的组织工程肌腱材料。应用组织工程技术在体外可以构建肌腱组织,施加周期性的应力可能更有利于肌腱组织的形成。结论:目前对于肌腱的组织工程研究主要集中在两方面,一是肌腱细胞的来源,二是生物支架材料的研究。目前的研究方向是以多种材料结合,并采用多种编织方法,使支架材料在具有良好生物相容性的同时,还能控制其降解速度,在支架降解的同时肌腱细胞增殖分化,并逐渐具有预想的生物力学性能,最终形成肌腱组织。     

组织工程肌腱离临床应用有多远:如何解决力学性能、组织融合性及后期退化

背景:组织工程肌腱已经被应用到修复破坏的肌腱组织,作为肌腱损伤修复过程中重要的方法,已成为研究的热点。目的:通过对种子细胞的种类及优缺点、支架材料的设计及优缺点以及诱导肌腱形成的因素进行阐述,促进每个关节点的优化,有利于组织工程肌腱的成熟构建。方法:检索中国生物医学文献数据库(CBM)、中国知识资源总库(CNKI)系列数据库、中文科技期刊数据库、Pub Med数据库2000年1月至2015年1月收录的肌腱组织工程相关综述和论文报告,检索词为组织工程Tissue Engineering);肌腱(tendon);肌腱缺损,并分析其种子细胞、支架及诱导途径的研究进展。结果与结论:总结近年来组织工程肌腱在肌腱损伤中的研究工作,讨论包括种子细胞、支架、诱导因素在内的研究方法。肌腱干细胞作为种子细胞是目前组织工程肌腱研究过程中的首选,不仅具有与同种或者同体肌腱的同源性,而且分化增殖能力较强。但目前对于肌腱干细胞的获取及增殖培养无系统的方案;目前组织工程肌腱的支架材料及支架设计不能达到临床上对于组织工程肌腱力学的要求,形成的肌腱组织力学性能差,与宿主组织融合差,后期容易退化甚至功能性废用等原因;诱导因素作为最后的关键因素,对于其诱导因子的选取和利用是调控肌腱组织发育的必备条件。但诱导因子的种类与利用途径之间的联系及相互关系尚不完全明确,也有待进一步发展。     

不同支架材料构建组织工程肌腱的性能评价

目的：总结修复肌腱损伤的主要组织工程支架材料及研究进展。 方法：由第一作者采用电子检索的方式,在CNKI数据库中检索1902-01/2010-10有关生物材料应用于组织工程肌腱支架的研究文章,关键词为“重建肌腱,生物材料,人工肌腱,组织工程,支架材料”。排除重复研究、普通综述或Meta分析类文章,筛选纳入18篇文献进行评价。 结果：来源于自然界的天然生物材料主要有蚕丝、小肠黏膜下层、胶原、衍生肌腱支架材料等,保留了组织正常的三维网架结构,组织相容性好,但力学性能较差、降解速度快。人工合成高分子材料主要为聚乳酸和聚羟基乙酸、聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物、聚磷酸钙纤维等,但存在亲水性低、细胞黏附性能差的不足。 结论：天然及合成高分子材料作为组织工程支架材料都有各自的优缺点,绝大多数还处于研究阶段,尚未应用于临床,因此改进支架材料的性能是目前研究的主要方向之一。     

组织工程化肌腱在肌腱修复过程中的作用

目的：综述肌腱组织工程在肌腱修复过程中的应用进展。 方法：应用计算机检索1993-01/2009-10 PubMed数据库及维普数据库有关肌腱组织工程研究进展、肌腱支架材料生物力学分析、生物材料在肌腱组织工程中应用及组织工程技术在修复肌腱缺损临床应用方面的相关文献,英文检索词为“tendon transplantation,tissue engineering,biologicalmaterial,cell stent”,中文检索词为“肌腱移植,组织工程,生物材料,细胞支架”。检索文献量总计132篇。 结果：目前组织工程化肌腱的研究已经取得了显著的成果,但要真正应用于临床,大批量生产,仍存在一些问题。诸如最适的种子细胞来源、理想的支架材料、最佳的培养条件以及植入体内的检测方法等,在组织工程真正成为一种治疗肌腱缺损和功能重建的选择之前,这些问题都是有待进一步研究和解决的。 结论：要真正实现体外预制有生命的种植体完全替代人体组织、器官功能,尚面临着许多挑战。     

组织工程肌腱材料修复肌腱损伤

目的:总结和分析组织工程肌腱研究进展,在此基础上进一步分析组织工程肌腱作为替代物对于肌腱损伤修复的可能性,以及对未来发展进行展望。方法:以"组织工程,种子细胞,肌腱,损伤修复,支架材料"为中文关键词,以"tissue engineering,seed cells,tendon,damage repair,scaffold"为英文关键词,应用计算机检索1994-01/2009-12Pubmed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及维普数据库(http://www.cqvip.com/)有关运动性肌腱损伤与组织工程肌腱的文献,排除重复研究或Meta分析类文章。共纳入25篇文献,重点对以下4个问题进行讨论:①运动性肌腱工程生物力学研究进展。②肌腱组织工程种子细胞的分类与筛选。③肌腱组织工程支架材料应具备的特点。④组织工程肌腱面临的问题与研究方向。结果:目前,在肌腱组织工程中研究的种子细胞有肌腱细胞、皮肤成纤维细胞和骨髓基质干细胞。标准种子细胞的难以确立一直制约着组织工程的发展,如何获得大规模、再生性的种子细胞是当前组织工程化肌腱研究面临的最为关键的问题。组织工程化人工肌腱修复缺损肌腱,与其他传统方法相比,主要具有以下优点:①所形成的肌腱组织有活力和功能,可对肌腱缺损进行形态修复和功能重建,并达到永久性替代。②以相对少量的肌腱细胞经体外培养扩增后,修复严重的肌腱缺损。③按缺损肌腱形态任意塑形,达到形态修复。结论:组织工程肌腱要真正应用于临床,关键是如何模拟体内环境,在体外成功构建肌腱组织,因而在体外模拟体内环境进行组织工程的构建是未来的研究方向。     

不同生物材料修复跟腱损伤的应用

背景：构建组织工程化肌腱的关键是寻找适于肌腱细胞黏附、生长及功能分化的支架材料。 目的：评价不同生物材料在跟腱损伤修复中的效果。 方法：以“生物材料,跟腱,修复” 为关键词在万方数据库中检索1985-01/2011-01关于生物材料治疗跟腱缺损的文章。 结果与结论：陈旧性跟腱断裂难以自行愈合及修复,易遗留疼痛及功能障碍。长期以来,不少学者对跟腱缺损的治疗进行了较多的研究,从自体肌腱移植、同种异体肌腱移植到人工肌腱移植、组织工程肌腱移植等,实践证明这些方法手段都存在一定的优点和缺点。虽然肌腱组织工程中支架材料的研究与应用已经取得了一些成功,但是目前应用的材料或存在生物相容性问题、降解性问题或存在力学性能差、难加工成型等缺陷,与理想的支架材料还存在很大差距。     

CRTER杂志“软组织工程”栏目关于“组织工程肌腱”研究的组稿内容

<正>○组织工程肌腱修复运动训练致肌腱缺损○蚕丝组织工程肌腱修复的肌腱损伤的研究○肌腱组织工程三维支架材料性能研究○肌腱组织工程材料的力学特性     

组织工程研究与开发中的冻存技术

综述了有关组织工程种子细胞、支架材料和工程化组织的冷冻保存问题。对冻存技术在组织工程研究和开发中的重要作用进行了阐述。指出低温保存可能是长时间保存有活性的组织工程产品的有效方法之一。组织工程种子细胞采用低温冷冻保存 ;组织工程支架材料用冷冻干燥保存 ;工程化组织的保存采用玻璃化冷冻保存方法。     

韧带组织工程研究进展

韧带组织血供少 ,损伤后很难完全愈合 ,造成关节功能严重障碍。组织工程学的发展为韧带损伤的治疗提供了新的可能途径。本文对组织工程韧带领域中目前研究的主要成果进行综述 ,着重就组织工程韧带种子细胞的选择、生长因子的应用、支架材料的选择以及细胞与支架材料之间的相互作用四个方面进行了阐述。目前的研究虽取得了一些进展 ,但仍需在构建有良好力学性能和降解性能支架材料、设计制造能对韧带细胞进行三维培养的生物反应器等方面进行大量研究。     

组织工程人工肌腱的研究进展

本文对目前组织工程肌腱的研究成果作一综述,主要从细胞支架、种子细胞、生长因子、周期性张力等各方面进行了阐述。今后,对材料进行合理改进,使之能供给肌腱细胞最适合的生存环境,解决种子细胞的来源问题,加入适当的生长因子,并施以符合生理条件的周期性张力,组织工程化肌腱将成为修复肌腱缺损的一种理想而可靠的方法。     

Immunogenicity in xenogeneic scaffold generation: Antigen removal vs. decellularization

Decades of research have been undertaken towards the goal of tissue engineering using xenogeneic scaffolds. The primary advantages associated with use of xenogeneic tissue-derived scaffolds for in vitro development of replacement tissues and organs stem from the inherent extracellular matrix (ECM) composition and architecture. Native ECM possesses appropriate mechanical properties for physiological function of the biomaterial and signals for cell binding, growth and differentiation. Additionally, xenogeneic tissue is readily available. However, translation of xenogeneic scaffold-derived engineered tissues or organs into clinical therapies requires xenoantigenicity of the material to be adequately addressed prior to implantation. Failure to achieve this goal will result in a graft-specific host immune rejection response, jeopardizing in vivo survival of the resultant scaffold, tissue or organ. This review explores (i) the appropriateness of scaffold acellularity as an outcome measure for assessing reduction of the immunological barriers to the use of xenogeneic scaffolds for tissue engineering applications and (ii) the need for tissue engineers to strive for antigen removal during xenogeneic scaffold generation.     

组织工程化组织的临床应用

自有现代外科学问世的 10 0多年里 ,对各种原因导致的组织缺损 ,主要采用自体组织移植治疗 ,临床效果满意 ,挽救了不少肢体 ,减少了残废。但自体组织移植必须从健康部位切取组织修复病损的组织 ,增加了创伤 ,对供区造成了新的缺损 ,虽然所切取的组织在功能上不太重要 ,但也会遗留不同程度的并发症 ,是一种以牺牲健康组织为代价的”以伤治伤”的办法 ,且自体组织供区也十分有限 ,因此这不是最佳的治疗方法。采用同种异体组织移植或异种组织移植克服了自体组织移植的缺点 ,但由于移植后的免疫排斥反应尚不能完全克服 ,需长期使用免疫抑制剂 ,…     

Extracellular matrix as a biological scaffold material: Structure and function

Biological scaffold materials derived from the extracellular matrix (ECM) of intact mammalian tissues have been successfully used in a variety of tissue engineering/regenerative medicine applications both in preclinical studies and in clinical applications. Although it is recognized that the materials have constructive remodeling properties, the mechanisms by which functional tissue restoration is achieved are not well understood. There is evidence to support essential roles for both the structural and functional characteristics of the biological scaffold materials. This paper provides an overview of the composition and structure of selected ECM scaffold materials, the effects of manufacturing methods upon the structural properties and resulting mechanical behavior of the scaffold materials, and the in vivo degradation and remodeling of ECM scaffolds with an emphasis on tissue function.     

人工合成支架材料促进腱骨愈合的研究进展

韧带/肌腱重建术后腱骨愈合的难题当今尚未得到解决。近年来应用组织工程支架材料，尤其是人工合成支架材料促腱骨愈合的研究越来越多，均得到了较好的效果。本文就人工合成支架材料及其在促腱骨愈合的研究进展进行概述，为人工合成支架的设计及其临床应用提供参考思路。     

Micro-CT-based screening of biomechanical and structural properties of bone tissue engineering scaffolds

The development of successful scaffolds for bone tissue engineering requires a concurrent engineering approach that combines different research fields. In order to limit in vivo experiments and reduce trial and error research, a scaffold screening technique has been developed. In this protocol seven structural and three biomechanical properties of potential scaffold materials are quantified and compared to the desired values. The property assessment is done on computer models of the scaffolds, and these models are based on micro-CT images. As a proof of principle, three porous scaffolds were evaluated with this protocol: stainless steel, hydroxyapatite, and titanium. These examples demonstrate that the modelling technique is able to quantify important scaffold properties. Thus, a powerful technique for automated screening of bone tissue engineering scaffolds has been developed that in a later stage may be used to tailor the scaffold properties to specific requirements.