间充质干细胞构建组织工程化气管的研究与应用

背景：间充质干细胞诸多特有的良好生物学特性使得其在组织工程化气管研究中成为理想的种子细胞来源。目的：总结间充质干细胞在构建组织工程化气管领域的研究现状、进展、存在的问题及展望。方法：由作者检索PubMed数据库及CNKI数据库1979至2012年,在英文标题和摘要中以＂mesenchymal stem cells,tissue-engineered trachea＂和＂tracheal chondrocytes,tracheal epithelial cells,tracheal vascular endothelial cells＂检索,中文文献检索中以＂间充质干细胞、组织工程化气管、气管软骨细胞、气管上皮细胞和气管血管内皮细胞＂为关键词,选择与组织工程化气管相关的文章,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志的文章,共纳入51篇。结果与结论：组织工程化气管种子细胞研究主要包括软骨细胞、上皮细胞和血管内皮细胞。实验已证实,间充质干细胞可定向分化为软骨细胞,细胞因子在诱导间充质干细胞分化为软骨过程中起着关键作用。目前尚未发现合适的诱导因子能特异性诱导间充质干细胞定向分化气管上皮细胞。有研究发现间充质干细胞具有向上皮细胞分化的潜能。间充质干细胞在体内或体外特殊条件下可诱导分化为血管内皮细胞,为间充质干细胞作为种子细胞分化血管内皮细胞应用于组织工程化气管起到借鉴作用。     

构建组织工程化半月板：细胞、支架及生物因子

背景：自体或异体移植修复损伤的半月板治疗效果并不理想,应用组织工程化技术重建半月板的研究成为目前的研究热点.目的：探讨组织工程化技术修复重建损伤半月板的可行性.方法：对体外构建组织工程化半月板的种子细胞进行培养,并制备半月板支架材料,将种子细胞依附于支架材料上,利用细胞因子调控种子细胞的黏附、生长、分化和迁移,组织学检查细胞与支架的结合情况以及细胞的数量等.结果与结论：组织工程化半月板修复研究主要包括种子细胞、支架材料和细胞因子等方面.构建需要的种子细胞有骨髓间充质干细胞和半月板纤维软骨细胞,半月板纤维软骨细胞传至第3代可得出最佳效应浓度.对组织工程化半月板支架材料进行表面修饰,由多材料组成的复合材料具有更好的生物相容性.应用组织工程化技术修复重建损伤的半月板,是今后半月板损伤修复研究一种新的治疗方法.     

人工气管及气管支架材料的应用

背景:以往对中心气道狭窄常采取外科手术治疗,然而,有些患者无法接受,并且手术瘢痕可导致再狭窄.因此,支架置入成为治疗中心气道狭窄的重要手段之一.目的:总结人工气管及气管支架材料在临床中的应用进展.方法:应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,在标题和摘要中以"组织工程支架,人工气管,气管支架"或"tissue engineering scaffolds,artificial trachea,trachea scaffolds"为检索词进行检索.根据纳入标准选择22篇文献进行综述.结果与结论:近年来随着组织工程学的兴起和发展,在生物组织工程化气管的研究方面取得了一定的进展,目前已能够以软骨细胞或骨髓间质细胞为种子细胞构建出与自体气管相近的组织工程化气管,而且能够用软骨细胞及上皮细胞构建出带有气管黏膜上皮的复合组织工程化气管,但这些组织工程化气管移植到体内能否长期具有活性、发挥正常的生理功能等还需要进一步的实验验证.     

组织工程化气管上皮细胞培养的技术进展

组织工程化气管是气管缺损外科修复的替代物,它是利用组织工程学技术和原理在体外构建出具有生理功能及生物活性的人工气管。与其他种类的气管替代物相比,组织工程化气管的优点为无免疫原性,具有生物活性,有潜在的生长能力。种子细胞是组织工程研究中最为重要的方面,是组织工程化组织或器官形成的物质基础,气管上皮细胞作为种子细胞是组织工程化气管中不可缺少的一部分。文章就气管上皮细胞分离培养技术研究进展进行综述,并指出组织工程化气管研究领域所面临的问题和今后的研究方向。     

组织工程气管的构成和构建方法

背景:当气管切除长度超过6 cm,因吻合口张力大易产生吻合口瘘,这时需要进行气管重建,但无论是同种异体移植,自体组织移植和人工替代物等方法效果均不理想.组织工程学是近年来的研究热点,气管组织工程学虽然起步较晚,但已经取得一些重要成果,显示出良好的前景.目的:从支架材料、种子细胞、生长因子、立体结构重建、以及临床应用等方面,全面了解组织工程气管的构成和构建方法.方法:以"气管移植(tracheal transplantation),组织工程气管(tissue-engineered trachea)"为检索词,应用计算机检索维普数据库,Pubmed数据库,Elsevier数据库2000/2009有关文章.纳入与组织工程气管的构成和构建方法密切相关的文献,排除重复性研究.结果与结论:共检索到279篇文献,排除无关重复的文献,保留30篇文献进行综述.目前组织工程气管应用的支架材料主要为合成材料,纳米材料被认为是最具潜能的;种子细胞来源有软骨细胞和气管上皮细胞.旋转生物反应器可作为体外构建组织工程化气管软骨的可行的培养方法,生长因子的应用可诱导、加快和增强软骨形成.组织工程气管由于供体组织少,不易发生排斥反应,具有良好的应用前景.但还存在组织工程化气管的质地和延展性、管腔内壁上皮化和组织工程化气管的血管化等问题有待进一步解决.     

不同来源骨髓间充质干细胞的体内成软骨

背景：骨髓间充质干细胞经体外诱导后可修复软骨缺损,但目前采用的种子细胞多来源于自体或同种异体。目的：观察同种异体及异种来源的骨髓间充质干细胞诱导成软骨后修复喉软骨缺损的效果。方法：分别取人胚胎骨髓间充质干细胞和刚出生兔骨髓间充质干细胞的第3代细胞种植于聚乳酸-羟基乙酸共聚物生物支架上,并加入转化生长因子β1和软骨形态发生蛋白诱导成软骨细胞。将两种细胞体系植入新西兰白兔体内,并于植入后4,8周取材行大体、组织学观察。结果与结论：植入后4,8周人胚胎骨髓间充质干细胞和兔骨髓间充质干细胞均有新生组织填充,经组织学观察大部分为软骨细胞,分泌软骨细胞基质糖胺聚糖和Ⅱ型胶原,且两种细胞支架复合物所生成的软骨细胞数大致相同,并无明显的免疫排斥反应。提示异种来源的骨髓间充质干细胞复合聚乳酸-羟基乙酸共聚物在转化生长因子β1和软骨形态发生蛋白联合诱导下所得的组织工程化软骨,与同种来源的骨髓间充质干细胞所获得的组织工程化软骨修复喉软骨缺损具有可比性。     

骨髓间充质干细胞和软骨细胞共培养在组织工程化软骨中的研究进展

关节软骨几乎不能自我修复,而组织工程的发展为关节软骨的修复提供了可能,但目前没有任何种子细胞能完全满足组织工程化软骨的要求。骨髓间充质干细胞和软骨细胞共培养作为种子细胞,是目前组织工程研究的热点,现就骨髓间充质干细胞和软骨细胞共培养研究现状作一综述。     

分离扩增肋软骨细胞在三维支架上的种植与培养

背景:外科长段气管切除后,需要应用气管替代物,理想的替代材料需具有相当的强度、可弯曲性以及内面覆盖的上皮.合适的种子细胞、性质优良的载体、良好的生长媒介是组织工程化气管构建中最重要的组成部分.目的:寻找分离培养肋软骨细胞的最佳方法,构建软骨-支架模型.方法:将取出的兔第5,6肋软骨切成组织片,经胰酶、蛋白酶消化或酶处理后贴壁,分离肋软骨细胞并扩增.传代2次后种植于聚乳酸羟基乙酸或涤纶支架上,继续载体外环境下培养.观察单层培养扩增中软骨细胞的形态、结构,及在支架上培养时的细胞生长状态、外分泌基质.结果与结论:酶消化法和组织块培养法所获细胞均为原代肋软骨细胞,单次传代时间为5 d,但组织块培养法分离细胞较慢,且存在成纤维细胞污染情况,提示酶消化法适合用于肋软骨细胞的分离.肋软骨细胞种植于支架后贴附良好,第2周时可见基质分泌,获得软骨-支架模型,可用于构建组织工程化气管.     

组织工程化软骨细胞和骨髓间充质干细胞用于修复同种异体关节软骨缺损

背景:关节软骨几乎没有自身修复的能力,目前临床大多采用自体或异体软骨移植修复、软骨膜或骨膜移植修复、软骨细胞移植修复。由于自体软骨来源有限,异体软骨又存在慢性免疫排斥反应,最终可能导致预后不佳;软骨膜或骨膜移植修复的软骨易于退化,导致修复效果不佳。目的:总结组织工程化软骨细胞、骨髓间充质干细胞及两者共培养对同种异体软骨缺损修复作用的研究现状。方法:应用计算机检索PubMed数据库及中国期刊网全文数据库1994-01/2012-01有关组织工程化软骨细胞和骨髓间充质干细胞用于修复同种异体关节软骨缺损方面的文章,英文检索词为"cartilage defect,allograft,chondrocyte,mesenchymal stem cells,bone marrow mesenchymal stem cells",中文检索词为"软骨缺损,同种异体移植,软骨细胞,骨髓间充质干细胞"。排除重复性及非中英文语种研究,共保留35篇文献进行综述。结果与结论:随着体外细胞培养方法的不断改进,现已能够把软骨细胞从坚韧的软骨中分离出来,并获得大量高纯度的软骨细胞并繁殖出新生软骨细胞。软骨细胞培养增殖能力低,传代培养容易引起老化和去分化;而成体骨髓中骨髓间充质干细胞含量少,随传代次数的增多成软骨潜能明显降低。骨髓间充质干细胞和软骨细胞共培养,两种细胞相互促进增殖和分化,作为种子细胞可减少软骨细胞增殖传代次数并节省软骨细胞数量,与组织工程支架材料复合能有效修复关节软骨缺损。     

组织工程化气管研究：软骨及血供障碍的突破

背景：气管的损伤及缺损在临床上较为常见,临床上难以行气管的端端吻合,需要植入人工气管或组织工程化气管进行修补缺损及完善其功能.植入后组织工程化气管的再血管化、免疫排斥、感染、纤维瘢痕形成及功能恢复情况是目前的研究重点.目的：认识分析近年来国内外组织工程化气管构建过程中种子细胞、支架材料、软骨生成及血管化的研究进展及影响组织工程化气管生长的因素.方法：第一作者应用计算机检索2000年1月至2014年4月PubMed数据库、中国知网全文数据库及谷歌学术有关组织工程化气管的文章,以“Tissue engineering,Tracheal reconstruction,Trachea substitute,Scaffold revascularization,Seed cells,Transforming growth factor”为英文检索词,“组织工程,气管重建,气管替代物支架材料,再血管化,种子细胞,转化生长因子”为中文检索词.共检索到140余篇相关文献,45篇符合纳入标准.结果与结论：组织工程化气管是利用机体的活体组织或者种子干细胞在体外支架材料上进行扩增繁殖,植入病损气管,修补原气管缺损,或者在原位进行诱导缺损端的增殖分化,从而修补缺损并能达到一定功能的技术方法.组织工程化气管的主要影响因素包括种子干细胞、气管支架材料、软骨生成和促进组织工程化气管再生的血管因素及相关生长因子.