双层细菌纤维素基组织工程尿道支架的设计与初步构建

目的 设计并构筑具有模拟尿道组织微环境的三维微/纳支架材料。方法 通过对尿道脱细胞基质多尺度结构分析,设计仿尿道组织的双层细菌纤维素(Baterial cellulose,BC)基微/纳组织工程尿道支架。采用模板合成法,以明胶多孔支架为模板,在其上静态培养制备兼具微米多孔与纳米纤维的双层BC基微/纳支架材料。结果 双层BC基微/纳支架材料的致密层为细菌纤维素膜,疏松层为相互连通的多孔结构,平均孔径为(167±56)μm,同时在其微米级孔壁表面修饰着模拟天然细胞外基质(Extracellular matrix,ECM)结构的纳米纤维网络,纳米纤维直径为(20~40)nm。结论 采用模板合成法,成功构建出了兼具宏观双层结构、微米级多孔和纳米级纤维的双层BC微/纳组织工程尿道支架。     

单层组织工程纤维环取向纳米纤维支架的构建和初步验证

目的 使用静电纺丝技术构建取向纳米纤维支架,观测其结构,测试其力学特点,观察支架与细胞之间的相互作用,探讨其作为纤维环组织工程支架的可能性.方法 使用高速滚轴作为收集装置制备聚左旋乳酸聚己内酯[poly（lactic acid-co-caprolactone,P（LIA-CL）]取向纳米纤维支架.以P（LLA-CL）无规纳米纤维支架作为对照,观察取向纳米纤维支架的纤维直径、角度分布、孔径等表观指标;测试其拉伸力学行为;体外接种骨髓间充质干细胞观察其体外增殖和生长形态情况.结果 P（LLA-CL）取向纳米纤维支架纤维取向性良好,平行于纤维方向上的拉伸力学性能得到明显增强.接种细胞后,支架可促进细胞增殖,并诱导细胞沿着纤维方向拉伸并定向排列.结论 取向纳米纤维支架的力学强度在取向方向上得到了明显增强,具有和单层纤维环相似的各向异性力学特点,并可以诱导细胞沿纤维方向定向排列,细胞分布与纤维环细胞排列方式相似,可用于纤维环组织工程研究.     

真皮细胞外基质中氨基聚糖与蛋白多糖的组成及功能研究进展

真皮ECM由胶原支架与氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAG)及蛋白聚糖有机交联构成,GAG、蛋白聚糖填充在胶原纤维支架中,发挥黏附、润滑、抗压、维持内环境稳定、干预代谢、影响细胞行为等作用,对维持真皮的功能产生重要影响.同时GAG、蛋白聚糖与胶原纤维相互作用,影响彼此的功能及代谢.功能完备的组织工程真皮应同时具备胶原支架成分及填充于其中的无定形基质成分,以模拟人类真皮的构造及组成,实现结构及功能的仿生化[1].本文就真皮ECM中GAG与蛋白聚糖的组成、功能、代谢特点、相互作用作一综述.     

真皮细胞外基质中氨基聚糖与蛋白多糖的组成及功能研究进展

真皮ECM由胶原支架与氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAG)及蛋白聚糖有机交联构成,GAG、蛋白聚糖填充在胶原纤维支架中,发挥黏附、润滑、抗压、维持内环境稳定、干预代谢、影响细胞行为等作用,对维持真皮的功能产生重要影响.同时GAG、蛋白聚糖与胶原纤维相互作用,影响彼此的功能及代谢.功能完备的组织工程真皮应同时具备胶原支架成分及填充于其中的无定形基质成分,以模拟人类真皮的构造及组成,实现结构及功能的仿生化[1].本文就真皮ECM中GAG与蛋白聚糖的组成、功能、代谢特点、相互作用作一综述.     

真皮细胞外基质中氨基聚糖与蛋白多糖的组成及功能研究进展

真皮ECM由胶原支架与氨基聚糖(glycosaminoglycan,GAG)及蛋白聚糖有机交联构成,GAG、蛋白聚糖填充在胶原纤维支架中,发挥黏附、润滑、抗压、维持内环境稳定、干预代谢、影响细胞行为等作用,对维持真皮的功能产生重要影响.同时GAG、蛋白聚糖与胶原纤维相互作用,影响彼此的功能及代谢.功能完备的组织工程真皮应同时具备胶原支架成分及填充于其中的无定形基质成分,以模拟人类真皮的构造及组成,实现结构及功能的仿生化[1].本文就真皮ECM中GAG与蛋白聚糖的组成、功能、代谢特点、相互作用作一综述.     

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(extracellular 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[1].     

纳米组织工程支架构建及细胞学研究进展

当材料颗粒或纤维等的尺度在1～100 nm范围内时会表现出与同质大尺度材料所不具有的特殊物理、化学性能,该尺度材料被称为纳米材料[1-4].纳米材料或普通材料经纳米修饰后,如:添加纳米级(1～100 nm)颗粒、纤维、凹槽、纹理等,所产生的明显有异于亚微米级以上尺度材料的理化性质我们称其为材料的纳米特性.体外实验研究表明生物材料的纳米特性对细胞的形态、行为、功能有着广泛的影响.提示我们可以利用纳米材料构建组织工程支架或对材料表面进行纳米修饰使其具有独特的纳米特性,从而在不同材料甚至材料的不同部位对细胞的排列、走行、分化方向和功能变化进行调节.     

脱细胞外基质制备与应用的研究现状

随着组织工程技术的迅速发展,人们发现使用生物支架和细胞可以替换丢失的组织[1].组织工程的原理是将生物支架和细胞的混合物移植到生物体内,因此,生物支架是组织工程的重点研究内容.生物支架较接近天然细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的结构,不仅为细胞黏附、增殖和分化提供了必要的负重支持,还能为细...     

纳米仿生组织工程血管体外构建的实验研究

目的 利用静电纺丝 (electrospinning,ELSP) 技术构建具有纳米结构的纳米仿生组织工程血管 (nano-biomimetic-tissue engineered blood vessel,NBTEBV). 方法 6 月龄新西兰雄性家兔 30 只,体重 2.15～3.10 kg.制备兔血管内皮细胞 (vascular endothelial cell,VEC) 体外培养育种管型模具采用多排喷头ELSP混纺兔平滑肌细胞(vascularsmooth muscle cell,VSMC)悬液及仿 ECM (mimic ECM,MECM) 溶液构建 NBTEBV. NBTEBV 用生物反应器体外培养,MTT 检测静置 24 h和动态培养7 d后NBTEBV 上 VECNSMC 的成活和增殖能力,行 HE 染色、扫描电镜观察及最大抗张力检测. 结果 动态培养第7天的 NBTEBV 长 57 mm,外径 4 mm,壁厚 0.4 mm,色乳白,质地均匀,具有良好的柔韧性及弹性.静置孵育 24 h MTT 检测血管上成活细胞相对数为 3.5×105/mg,动态培养7 d 后为 8.9×106/mg.扫描电镜及 HE染色观察示NBTEBV与天然血管有相似的纳米结构及组织学特点;电镜结构呈现由100 nm 支架纤维构成的孔径约600 nm的网状结构;HE 染色示VEC 和 VSMC分层构建成血管状.动态培养第7天组织工程血管最大静水压为950 mmHg,拟生理血压下(110/70 mmHg) 管径顺应变化率 3.0%;20 mm × 5 mm 组织片最大抗张强度为 18.5 MPa. 结论 利用 ELSP技术可以将VSMC 和 MECM的支架材料同步构建成具有与天然血管相似纳米结构的组织工程血管.     

心肌组织工程支架材料研究进展

目的对心肌组织工程支架材料的研究现状与存在问题进行综述,并展望其前景。方法广泛查阅近年来有关心肌组织工程支架材料的文献,并进行综述。结果作为组织工程中的三大要素之一,合适的支架材料对种子细胞的生长和分化具有重要意义;在心肌组织工程领域,生物支架材料和人工合成支架能够通过其内的活性成分仿生细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的结构和功能特点;随着去细胞技术的不断更新,自然源性的ECM已经表现出巨大优势。结论采用复合支架原理,利用计算机和纳米高分子技术等高科技,结合传统心肌组织工程支架生物材料,对生物材料进行表面修饰,有望为心肌组织工程提供较理想的支架材料。     

组织工程支架材料丝素蛋白研究进展

组织工程支架作为ECM的人工模拟物,其设计原则之一是尽可能地模拟天然ECM的精细结构及成分[1]。因此,支架的构建材料及制备方法的选择显得尤其重要。目前,可用于组织工程支架构建的材料主要包括人工合成的高分子聚合材料和天然来源的生物大分子蛋白。前者尽管具有良好的可塑性、可控的降解速率和优良的机械性能,但往往缺乏生物模拟信号和细胞亲和性;天然来源的生物材料则具有良好的生物相容性和亲水性,是构建组织工程支架的理想材料之一。丝素蛋白(silk fibroin,SF)是一种较佳的天然生物材料,安全无毒、无刺激性,且具有独特的机械性能和良好的生物学活性,不但可以单独用于组织工程支架的构建,还可与其他生物材料联用构建各种支架,广泛应用于皮肤、神经、血管、骨及软骨组织工程领域。本文就SF作为组织工程支架材料在组织工程与再生医学领域的研究现状作一综述。     

聚乙烯醇/壳聚糖复合纳米纤维支架构建及降解行为研究

目的 制备能够模拟皮肤ECM生理结构的聚乙烯醇(PVA)/壳聚糖复合纳米纤维支架,并研究其体内外降解行为。 方法 (1)利用静电纺丝技术分别构建PVA纳米纤维支架和PVA/壳聚糖复合纳米纤维支架,采用戊二醛蒸气法对2种支架样本分别进行交联,于扫描电镜下观察2种支架的形貌。(2)体外降解实验：分别裁取2种支架样本(2 cm ×2 cm)置于PBS中,37.0℃水浴温育3、7、14 d取出,干燥,真空条件下喷金后于扫描电镜下观察支架形貌变化。(3)体内降解实验：将48只Wistar大鼠按随机数字表法分为2组,其一为PVA组,大鼠脊柱两侧对称区域（4处）皮下埋植PVA纳米纤维支架;另一为PVA/壳聚糖组,大鼠脊柱两侧对称区域（4处）皮下埋植PVA/壳聚糖复合纳米纤维支架。每组24只大鼠。术后3、7、14、28 d,分别取各组6只大鼠埋植样本,HE染色行组织形态学观察。 结果 (1)交联后PVA纳米纤维支架和PVA/壳聚糖复合纳米纤维支架的纤维表面光滑,纤维直径分布均匀(200 ～300 nm),具有较高的孔隙率。(2)体外降解实验结果显示：温育3、7、14 d,PVA纳米纤维支架的纤维分别呈现溶胀、溶解、融合的形貌变化;而PVA/壳聚糖复合纳米纤维支架的纤维则分别呈现溶胀、溶解断裂、消失的形貌变化。(3)体内降解实验结果显示：术后3、7、14、28 d,2组纤维支架结构均分别呈现松散、边界不清、大部分被降解及最终消失的形貌学变化。 结论 采用静电纺丝技术可成功制备PVA/壳聚糖复合纳米纤维支架,交联后的该支架具有与组织重构相适宜的降解行为。     

电纺聚己内酯-明胶纳米纤维膜复合兔骨髓间充质干细胞构建软骨组织工程支架

目的探索构建电纺聚己内酯(PCL)-明胶纳米纤维膜复合体作为软骨组织工程支架的可行性。方法采用静电纺丝技术制作PCL-明胶(50︰50)纳米纤维膜作为支架。取第三代兔骨髓间充质干细胞(BMSC),接种于上述支架,构建细胞-支架复合体并进行成软骨诱导培养。通过电镜分析、力学测试、体内植入试验和细胞实验等检测材料纤维直径、孔径和孔隙率、力学性能,细胞在支架上生长、分化情况以及生物相容性。结果 PCL-明胶纳米纤维膜直径均匀,有较大的孔隙率和比表面积,较好的力学性能。细胞-支架共培养24 h、48 h、72 h后BMSC生长增殖良好,共培养能促进BMSC成软骨诱导分化。体内试验表明材料无毒性,对组织刺激性小,具有良好的生物相容性。结论电纺PCL-明胶纳米纤维膜有较好的力学性能、细胞亲和性和生物相容性,基本满足软骨组织工程支架条件,能够用作种子细胞承载体。     

丝素蛋白支架对大鼠脊髓损伤后胶质瘢痕形成和功能改善的影响

脊髓损伤(SCI)后胶质瘢痕、空洞组织等为修复带来困难.研究结果表明丝素蛋白(SF)作为组织工程支架可支持多种细胞生长[1].本研究旨在观察SF为原料构建的多孔支架对脊髓损伤后星形胶质细胞(AS)和神经纤维再生等的影响.     

常见材料表面纳米结构对细胞影响的研究进展

材料表面纳米结构对细胞行为有着重要影响,目前比较热门的材料表面纳米结构有:纳米凹陷结构、纳米沟槽结构、纳米纤维结构、纳米管结构等。不同表面结构对细胞的形态、迁移、增殖、分化有着不同的影响,本文就几种常见表面纳米结构对细胞行为的影响做一综述。     

Ⅰ型胶原半月板支架负载纤维软骨细胞体外培养

[目的]观察Ⅰ型胶原半月板支架对纤维软骨细胞的吸附作用及对细胞生物学性状的影响，评价其作为半月板组织工程支架的可行性及价值。[方法]构建Ⅰ型胶原半月板支架，将体外培养的兔半月板纤维软骨细胞吸附于该支架上三维立体培养，通过相差倒置显微镜、组织学、扫描电镜及免疫组织化学检测支架对半月板纤维软骨细胞的表型、增殖及功能的影响。[结果]Ⅰ型胶原能制成理想大小、形状的三维立体多孔半月板支架，纤维软骨细胞在支架孔壁贴附良好，维持表型稳定，分泌胞外基质。[结论]Ⅰ型胶原半月板支架细胞相容性良好，但力学性能相对较差，通过与其它生物材料复合以提高其机械力学强度，可望制得理想的半月板组织工程支架。     

静电纺丝纳米纤维在骨组织工程中的应用

静电纺丝纳米纤维技术在生物医学领域有着广泛的应用研究,其在骨组织工程应用中仍未解决的问题是同时满足材料的生物相容性、可降解性、生物活性和力学性能。骨组织工程主要构成要素是支架、细胞和生长因子。静电纺丝复合纳米纤维支架材料具有纳米级别的天然骨分级结构和天然骨的多孔结构,改进复合支架材料可促进细胞的浸润生长、干细胞分化和组织形成。本文重点探讨通过静电纺丝技术改进复合支架的性能,及其在动物实验研究方面的最新进展。     

组织工程血管支架材料的研究进展

组织工程学是一多学科交叉领域,综合应用细胞生物学、工程力学等多学科原理,研究用于人体病损组织或器官的修复或替代、改善其生物活性功能的一门科学[1].组织工程血管支架为新生血管的活细胞生长提供必需的支撑支架,便于细胞黏着、生长和新陈代谢.好的血管支架会使构建的血管更接近正常血管的各项性能,并同步于全新血管的生成而植入的支架材料逐步降解[2].     

电纺丝技术在纳米结构高分子支架中的应用

目的综述电纺丝技术在纳米高分子支架中的近期应用研究进展。方法查阅国内外近年有关文献,对纳米材料高分子支架的特点、电位行技术制备纳米高分子支架的优点及研究进展,进行综合分析。结果组织工程支架材料表面的微观、亚微观和空间拓扑结构,尤其是表面的织态结构对细胞形态的黏附、铺展、定向生长及生物活性有很重要的影响;电纺支架能够仿生细胞外基质的结构特点,有望成为理想的组织工程支架;阐述电纺支架在软骨、骨、血管、心脏、神经等组织工程领域的应用。结论纳米高分子支架材料有利于细胞黏附、定位、增殖和分化,使其在组织工程领域具有诱人的应用前景。     

脱细胞技术及其在组织工程中的应用研究进展北大核心CSCD

目的对获取组织细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的脱细胞方法及脱细胞ECM支架在组织工程领域的应用进行综述。方法查阅近年国内外相关文献,对脱细胞方法进行归纳和分类,分析灭菌方法对脱细胞支架的影响,提出脱细胞程度的评价标准,总结脱细胞ECM支架在不同组织器官中的应用。结果脱细胞方法主要有物理法、化学试剂法和生物制剂法,不同的脱细胞方法对细胞去除程度及ECM成分的影响不同,需要根据组织和脱细胞方法的特点选择最佳脱细胞方法,以达到理想效果。结论选择合适的脱细胞方法对制备组织工程所需的生物材料非常重要。