组织工程骨构建的研究进展

 近年来组织工程技术的迅速发展为骨缺损的治疗开辟了新的思路,其基本原理为在体外构筑支架材料-种子细胞-生长因子复合物,然后移植到骨缺损处,经过材料的吸收和组织的增生,实现自身骨组织代替组织工程骨,最终实现骨的形态和功能上的修复。种子细胞及支架材料是组织工程骨构建的核心,通过对种子细胞的成骨诱导以及对支架材料理化性能的改良可以提高组织工程骨促进骨生成及修复的效能。既往研究表明血管及神经分布对骨形成具有一定的促进作用,因此对组织工程骨进行血管化和神经化也能达到相似效果。随着组织工程技术的发展,目前通过复合构建已制造出具有一定功能的简单组织结构。     

胶原蛋白-几丁聚糖三维骨架构建组织工程血管的可行性

目的研究胶原蛋白-几丁聚糖构建的三维支架在血管组织工程研究中的可行性.方法以I型胶原蛋白和几丁聚糖为生物材料,体外预构具有三维结构的支架,观察支架的空间立体结构;将培养的种子细胞(人平滑肌细胞和纤维细胞)种植于支架,观察材料与细胞的生物相容性和抗收缩性,并测定材料中DNA含量和胶原蛋白含量.结果应用相分离技术制备的支架,具有均匀的三维结构和丰富的交通孔,种植种子细胞后可以形成良好的细胞黏附和生长,且选用的支架材料可以抵抗细胞收缩引起的材料变形;培养2、4、6周的材料中,DNA含量和胶原蛋白含量随培养时间延长而明显增加.结论构建的胶原蛋白-几丁聚糖三维支架具有结构均匀、细胞生物相容性好的特点,并具有一定的物理强度,可以应用于血管组织工程研究.     

组织工程化血管支架材料的研究进展

体外组织工程的主要限制是缺乏足够的血管系统,探索组织工程化血管支架材料,为新生血管细胞的生长提供支持和3D生长空间成为构建组织工程化血管研究的关键。组织工程化血管支架材料分为天然生物支架材料,人工合成高分子材料,复合材料和纳米材料等。其中天然生物材料与细胞的相容性强,但存在一定的免疫反应,合成高分子材料生物力学性能好,但与细胞的相容性差。利用纳米技术将多种材料交联,构建混合基质血管支架材料,即血管复合支架材料的研究成为热点。     

胶原蛋白-几丁聚糖三维骨架构建组织工程血管的可行性

目的 研究胶原蛋白——几丁聚糖构建的三维支架在血管组织工程研究中的可行性。方法 以Ⅰ型胶原蛋白和几丁聚糖为生物材料，体外预构具有三维结构的支架，观察支架的空间立体结构；将培养的种子细胞（人平滑肌细胞和纤维细胞）种植于支架，观察材料与细胞的生物相容性和抗收缩性，并测定材料中DNA含量和胶原蛋白含量。结果 应用相分离技术制备的支架，具有均匀的三维结构和丰富的交通孔，种植种子细胞后可以形成良好的细胞黏附和生长，且选用的支架材料可以抵抗细胞收缩引起的材料变形；培养2、4、6周的材料中，DNA含量和胶原蛋白含量随培养时间延长而明显增加。结论构建的胶原蛋白——几丁聚糖三维支架具有结构均匀、细胞生物相容性好的特点，并具有一定的物理强度，可以应用于血管组织工程研究。     

骨组织工程学研究新进展

组织工程学是应用生命科学和工程学的原理及其技术,以生物材料为载体,研究开发、设计构建或重建具有生理功能的组织和器官,然后移植到人体,成为具有修复、维持或改善受损组织功能的生物替代物的一门新兴交叉学科。骨组织工程学研究主要有三个方面:种子细胞、支架材料、骨组织构建的临床应用。其中骨组织工程学的核心是支架材料,而支架材料要达到理想的骨支架材料的要求,种子细胞要有效与载体材料充分的粘附,并在载体中良好的生长、扩增和分化,才能形成具有骨组织修复功能的细胞——载体复合物。骨组织工程中细胞采用种子细胞与支架材料有效充分粘附可能是解决骨支架问题的一种有效方法,本文就骨组织工程中影响细胞与复合支架材料的因素研究现状和进展做一综述,为骨组织工程的研究提供一点依据,对支架材料的应用提供一定的参考。     

组织工程血管高分子生物支架研究进展

可替代自体血管的组织工程血管已应用于心血管疾病临床治疗。传统人工血管免疫排斥、吻合口增生、血栓等因素阻碍其临床应用与发展。随着组织工程血管技术的发展,高分子生物支架赋予人工血管再生潜能,即种子细胞的种植、黏附、增殖,随之支架适时降解,最终新血管形成。可见,组织工程血管的发展需要良好组织相容性高分子生物支架材料及新型支架制作技术。现就近年来组织工程血管高分子生物支架材料及制作工艺研究新进展予以综述。     

组织工程气管细胞-支架复合体构建策略的研究进展

如何构建合适的组织工程气管并移植入受体内,正逐渐成为组织工程领域研究的热点.近年来,已有团队成功地将组织工程气管移植应用于临床试验,并取得了较好的临床效果.组织工程气管构建过程中的核心部分是种子细胞与支架材料的复合培养.旋转式生物反应器内的三维动态培养是近年来种子细胞和支架材料的主要复合培养方式.最近,体内组织工程气管和体内生物反应器新概念的提出给组织工程气管的构建带来了新的思路,使组织工程气管大规模的临床使用成为可能.     

周围神经组织工程种子细胞的研究进展

周围神经组织工程的研究目前还处在起步阶段,主要研究包括:种子细胞的分离和培养,支架材料的开发,人工神经的组织还原[1].体外构建工程组织的核心方法是首先分离自体或异体组织的细胞,经体外扩增达一定数量后,将这些细胞种植到预先构建好的三维支架上,在适宜的条件下,细胞沿着支架迁移、铺展、生长和分化,最终发育成为具有特定形态功能的工程组织[2].本文从组织工程方面对种子细胞的研究进展做一综述.     

周围神经组织工程种子细胞的研究进展

周围神经组织工程的研究目前还处在起步阶段，主要研究包括：种子细胞的分离和培养，支架材料的开发，人工神经的组织还原。体外构建工程组织的核心方法是首先分离自体或异体组织的细胞，经体外扩增达一定数量后，将这些细胞种植到预先构建好的三维支架上，在适宜的条件下，细胞沿着支架迁移、铺展、生长和分化，最终发育成为具有特定形态功能的工程组织。本文从组织工程方面对种子细胞的研究进展做一综述。     

联合细胞培养在组织工程中的研究进展

组织器官是由多种细胞构成的,各细胞之间相互作用、相互影响,共同承担复杂组织的结构和功能.近年来,学者们越来越发现单一种子细胞难以完成构建复杂组织的需要.比如构建骨骼既要赋予支架材料成骨活性又要促进支架材料的血管化；     

组织工程血管支架研究进展

组织工程血管支架是血管组织工程学中的一个重要组成部分。过去20多年时间里,组织工程血管支架材料由简单的天然材料发展到高分子可降解材料和生物材料的复合物;设计和加工的方式由单纯的手工发展到潜力巨大的快速成型技术,取得了令人瞩目的成绩。目前组织工程血管支架材料的性能还有待完善,设计加工方法还不够成熟,该领域今后的发展方向为支架材料的复合化和支架设计加工的产业化。     

Human vascular smooth muscle cells and endothelial cells cocultured on polyglycolic acid (70/30) scaffold in tissue engineered vascular graft

Background Current prosthetic, small diameter vascular grafts showing poor long term patency rates have led to the pursuit of other biological materials. Biomaterials that successfully integrate into surrounding tissue should match not only the mechanical properties of tissues, but also topography. Polyglycolic acid (70/30) has been used as synthetic grafts to determine whether human vascular smooth muscle cells and endothelial cells attach, survive and secrete endothelin and 6-keto-prostaglandin F1α (6-keto-PGF1α).Methods Endothelial cells and smooth muscle cells were isolated from adult human great saphenous vein. They were seeded on polyglycolic acid scaffold in vitro separately to grow vascular patch (Groups A and B respectively) and cocultured in vitro to grow into vascular patch (Group C). Smooth muscle cells and endothelial cells were identified by immunohistochemical analysis and growth of cells on polyglycolic acid was investigated using scanning electron microscopy. The levels of endothelin and 6-keto-PGF1α in the culturing solutions were examined by radioimmunology to measure endothelial function. Results Seed smooth muscle cells adhered to polyglycolic acid scaffold and over 28 days grew in the interstices to form a uniform cell distribution throughout the scaffold. Then seed endothelial cells formed a complete endothelial layer on the smooth muscle cells. The levels of endothelin and 6-keto-prostaglandin F1 alpha in the culturing solution were (234±29) pg/ml and (428±98) pg/ml respectively in Group C and (196±30) pg/ml and (346±120) pg/ml in Group B; both significantly higher than in Groups A and D (blank control group, all P<0.05 ). Conclusions Cells could be grown successfully on polyglycolic acid and retain functions of secretion. Our next step is to use human saphenous vein smooth muscle cells and endothelial cells to grow tubular vascular grafts in vitro.     

利用成体干细胞体外小口径血管的构建

设计了一套血管生物反应器系统,采用有限元的方法对组织工程小血管托架材料进行了分析,从而开发完成了一套用于构建直径为2 mm的小血管托架;通过收集人的原代骨髓基质干细胞（hBMSCs）和脂肪基质干细胞（ADSCs）进行体外扩增和培养,并选用第3代细胞与聚羟基乙酸酯（PGA）复合后置于血管生物反应器中动态培养;在生物反应器中动态培养4周后,对材料复合物进行取材,分别进行大体观察、HE染色和扫描电镜等指标检测。结果表明：血管色泽明亮,有一定的弹性,细胞分泌的胶原基质排列较规则,免疫组化结果表明血管含有平滑肌弹性肌动蛋白的成分。说明改进的血管生物反应器能模拟血管的力学环境,并能利用人骨髓间充质干细胞和脂肪基质干细胞成功构建组织工程小血管组织。     

组织工程学的医学伦理分析

目的 探讨组织工程学研究与临床应用的医学伦理学问题。方法 从组织工程学研究的基本技术路线，包括种子细胞、人工材料、体内植入等方面阐述存在的伦理学问题及其对策。结果 异种与异体细胞和人工材料体内植入需要充分保护病人的知情权，保障临床应用的有效性和安全性。结论 需尽快制定相关标准，完善政策法规。     

组织工程软骨修复软骨缺损的研究进展

各种原因引起的关节软骨损伤在临床工作中非常常见,由于软骨组织的修复再生能力有限,传统的治疗方法难以获得满意的疗效,因此组织工程软骨的构建对修复软骨缺损有重大意义。现对近年组织工程软骨修复软骨缺损的研究成果,对种子细胞的获得,细胞体外培养条件的研究,生物支架材料的研究,组织工程软骨的临床初步应用简要综述。     

应用脂肪干细胞构建小口径组织工程血管平滑肌层的实验研究

目的 探索利用脂肪干细胞在生物反应器内构建组织工程血管平滑肌层的可行性.方法 用抽吸的脂肪获取脂肪干细胞,在生长因子TGF-β1和BMP4作用下诱导成平滑肌细胞,然后将诱导的平滑肌细胞接种于生物材料PGA上形成细胞-材料复合物,将该复合物置于生物反应器内进行培养,在模拟胚胎发育血流动力学的刺激下(搏动频率75次/min,扩展量<5%)构建小口径的血管平滑肌组织.培养8周后,取材做组织学和生物力学检测并与正常血管对比.结果 脂肪干细胞在TGF-β1和BMP4的诱导下,细胞具有平滑肌细胞特有的"波峰-波谷"样生长特点,并表达平滑肌细胞的特异性标记物:α-SMA、SM22α、calponin、SM-MHC;反应器内培养8周后,构建管样组织胶原分泌旺盛,具有一定的力学强度和弹性.结论 利用脂肪干细胞可在体外生物反应器内构建组织工程化小口径血管,为临床上小血管病变的修复提供了一种新的、有效的途径.     

不同细胞促进脂肪移植存活的实验研究

摘要：目的探讨应用自人脂肪组织来源的不同细胞辅助脂肪移植,寻找促进移植物存活率的最佳种子细胞的有效方法,为干细
胞进一步运用于临床提供实验依据。方法从临床抽脂病人获取脂肪组织并提炼细胞,将0.3 ml待移植的脂肪颗粒分别与以下
细胞进行混合处理：（1）低氧脂肪来源间充质干细胞（A组）;（2）脂肪来源间充质干细胞（B组）;（3）血管基质层细胞（SVFs）（C
组）;（4）加完全培养基的单纯脂肪颗粒为对照组（D组）脂肪颗粒与相应细胞混合后,注射移植于6只裸鼠背部皮下。术后3个月
观察移植物情况,通过组织学、HE染色等方法进行分析。结果A~D组湿重分别为（61.67±8.165）、（91.67±1.472）、（96.67±
5.164）和（40.83±4.916）mg,A、B、C组脂肪存活率均高于D组（P<0.05）,B、C两组之间比较差异无统计学意义（P>0.05）且都高
于A组。A、B、C组血管密度均高于组D,且C组明显高于其他3组（P<0.05）。A、B、C组存活脂肪细胞计数均高于D 组,且B、C
组最高（P<0.05）,纤维组织计数均低于D组（P<0.05）。结论来源于人自体干细胞复合脂肪颗粒能够显著提高移植脂肪组织的
成活率,其中血管基质层细胞及脂肪来源间充质干细胞移植脂肪的存活率最高。
     

脂肪干细胞构建组织工程化角膜基质组织

 目的 探讨以可降解高分子材料聚羟基乙醇（polylactic-co-glycolic acid,PLGA）为支架,复合自体脂肪干细胞构建组织工程角膜基质修复角膜基质层缺损的可行性。方法 兔脂肪干细胞（rabbit adipose derived stem cells,rASCs）培养至第4代接种在PLGA载体支架上,扫描电镜观察细胞在支架上生长黏附情况。体外培养7天后将rASCs-PLGA复合物回植到角膜基质缺损模型的兔角膜基质层间,术后第12周和24周取材行组织学和透射电镜超微结构观察。未接种细胞的PLGA材料移植基质层间作为对照组。结果 细胞在PLGA支架上生长增殖良好,实验组移植术后12周材料降解,角膜基本恢复透明。组织学检查显示移植后24周新生角膜基质样组织与正常角膜基质组织相似,电镜下胶原纤维直径与正常角膜基质组织比较,差异无统计学意义（P>0.05）。结论 脂肪干细胞可作为种子细胞来源用于构建组织工程角膜基质。     

调节ALK5受体活化水平优化间充质干细胞的内皮分化及组织工程血管的应用

【目的】 目前干细胞分化内皮细胞(EC)用于血管治疗受限于分化率,既往研究提示转化生长因子β1(TGFβ1)参与内皮分化的调控,其作用因受体途径及分化阶段而不同?本实验即研究TGFβ1主要Ⅰ型受体ALK5活化水平与间充质干细胞(MSC)的内皮细胞分化效率间的关系及分化内皮细胞应用组织工程血管的研究? 【方法】 采用差速贴壁及流式分选获得大鼠骨髓CD31-MSC,以含VEGF?bFGF及EGM-2的培养基内皮诱导2周组作标准对照组,实验组为分阶段添加TGFβ1活化ALK5组? SB431542抑制ALK5组;免疫荧光检测分化中内皮细胞标志蛋白vWF?KDR动态表达;诱导14 d后通过流式细胞术分析各组CD31+ 百分率比较诱导效率,并检测诱导细胞体外血管形成功能,最后将分化的内皮细胞体外种植于脱细胞基质血管表面构建组织工程血管?【结果】 基于KDR?vWF表达变化,间充质干细胞分化以第7天为界分为间充质干细胞分化血管祖细胞及血管祖细胞分化内皮细胞两期?早期活化ALK5(VFT组)?后期抑制ALK5 组(VFS组)其CD31+百分率分别为(9.65±2.75)%?(2.28±0.20)%,较标准组提高7.7倍(P = 0.006)?1.8倍(P = 0.013),差异具有统计学意义;诱导细胞具有体外成血管功能并可应用组织工程血管内膜层重建?【结论】 ALK5受体途径在骨髓间充质干细胞分化内皮细胞中呈阶段相关性:间充质干细胞分化血管祖细胞阶段活化ALK5促进内皮分化,血管祖细胞分化内皮细胞阶段则抑制ALK5促进内皮分化;提高内皮分化效率的细胞可应用组织工程血管内皮化?