三维打印技术在皮肤组织修复上的应用

三维打印是一种低成本、高效益的生产方法,有助于改善目前皮肤修复材料产业成本高昂、利润放缓的趋势,并开发出性能更优秀的产品。常用于皮肤修复材料制备中的三维打印技术有熔融沉积成型技术和三维生物打印技术:其中熔融沉积成型技术具有设备简单轻巧的优点,但材料选择不足;三维生物打印技术可供选择的材料较多,但设备笨重且昂贵。近年对两种技术的研究均集中于材料的开发和应用上。本文详细介绍了熔融沉积成型技术和三维生物打印技术的原理、在伤口敷料和组织工程皮肤生产上的研究进展,以及三维打印在皮肤组织修复上的未来发展,包括容貌修复和仿生组织工程皮肤的研究,并对三维打印技术应用在皮肤组织修复领域的发展进行了展望。     

羊膜基质在组织修复中的应用研究进展

羊膜（Amniotic membrane)由羊膜上皮，基底膜及基质3部分组成，羊膜是一种易得的生物材料，也易于加工，处理，保存和运输，并且在贮存相当长的时间（一年）后其适用性仍然不会受到损害，它在实验室和临床中已得到了广泛的应用，异源性羊膜移植后一般不发生排斥反应，是一种可被降解吸收的生物材料，本文旨在对羊膜作为生物敷料与其它生物敷料的比较，羊膜的组织结构，生物特性，在促进组织修复中的应用及生物学基础进行综述。     

激光组织焊接剂焊接技术的光热效应

激光组织焊接(lasertissuewelding)技术通过激光能量诱发被连接组织的分子结构发生热改变,从而达到焊接组织的目的,组织结合强度低和热损伤是该方法的主要问题。激光组织焊接剂焊接(lasertissuesoldering)技术是又一种组织连接技术,它将一种蛋白质焊接剂置于被连接组织的表面,用激光能量将焊接剂与组织表面连接起来。加入蛋白质焊接剂强化了组织修复的过程,显著降低了低强度和热损伤问题。研究旨在根据抗拉强度、温度升高与伤害、焊接断面的微观特性等为组织修复确定最优的焊接剂和激光参数,离体实验中,用印度青绿(indocyaninegreen,ICG)…     

胶原/壳聚糖止血敷料在外科伤口中的应用

背景：壳聚糖与胶原联合可更有效地止血。 目的：评价胶原/壳聚糖止血敷料的材料学性能及应用于外科伤口的生物相容性。 方法：以“生物材料,止血敷料,纱布,胶原/壳聚糖,生物相容性”为中文关键词,以“biomaterial;hemostatic material;bioresorbable material;hemostasis effect;hemostatic mechanism”为英文关键词,采用计算机检索2000-01/2010-06与生物敷料、胶原/壳聚糖止血材料在伤口或创面止血过程中应用相关的文献。 结果与结论：壳聚糖独特的生物学特性,具有广谱抑菌、促进上皮细胞生长及止血,促进创面愈合的作用,在体内具有良好的生物降解性与组织相容性,可用于指端损伤和肉芽创面的治疗,如制成伤口敷料、可吸收缝线、止血材料、防粘连剂、药物缓释及组织工程支架,用于平战时伤口的处理。     

非病毒基因载体材料的研究进展

非病毒材料可成为基因治疗中的基因载体,使目的基因持续有效地表达。非病毒基因载体主要有脂质体、人工合成聚合物载体、天然聚合物载体、局部基因释放载体等。其中壳聚糖及其衍生物是一种优良的基因释放载体,局部基因释放载体技术将基因治疗与组织工程结合起来,在组织修复与重建方面将发挥重要作用。     

基于天然衍生多糖和蛋白质的促伤口愈合水凝胶

伤口愈合是一种常见的生理过程,在组织病变开始后,一系列分子和细胞事件发生以重建身体和外部环境之间的屏障。水凝胶在伤口治疗中具有显著优势,它们能够对伤口愈合过程进行时空控制,有效促进受损组织在水合环境下愈合。多糖和蛋白质的各种突出特征可用做制备仿生多功能水凝胶的有效伤口敷料。结合生物小分子和支持细胞,水凝胶可以进一步发挥更快和更好的愈合功能。本综述主要讨论了天然衍生多糖和蛋白质水凝胶伤口敷料对创面病理生理学的影响, 及其理想特性、交联机制和制造技术。     

非病毒基因载体材料的研究进展

非病毒材料可成为基因治疗中的基因载体，使目的基因持续有效地表达。非病毒基因载体主要有脂质体、人工合成聚合物载体、天然聚合物载体、局部基因释放载体等。其中壳聚糖及其衍生物是一种优良的基因释放载体，局部基因释放载体技术将基因治疗与组织工程结合起来，在组织修复与重建方面将发挥重要作用。     

3D生物打印技术及其在组织工程中的应用

3D生物打印是在3D打印(three-dimensional printing,3DP)和组织工程等多学科融合的基础上发展出来的一种新兴应用技术,该技术能够根据数字化的模型设计将生物材料和/或细胞打印成三维生物功能体,被广泛应用于血管、骨骼等组织的再生与重建领域.     

新型复合生物抗菌敷料的抗菌强度、吸湿能力及细胞毒性

背景：细菌感染是影响伤口愈合的主要因素之一,伤口渗出液里含有的大量炎症因子、蛋白酶和自由基都会减缓伤口的愈合速度。新型复合生物抗菌敷料的研发对治疗外科感染伤口有重要的意义,是创伤敷料发展的必然趋势。 目的：观察添加纳米银的海藻酸钙敷料的抗菌活性、吸湿能力及细胞毒性。 方法：将纳米银材料添加到海藻酸钙中制备新型复合生物抗菌敷料,并通过使用平板计数法、MTT法、电子显微镜观察法观察敷料的抗菌活性、吸湿能力及细胞毒性,再与银离子海藻酸钙敷料和海藻酸钙敷料进行对比,以期显示出新型复合生物抗菌敷料的具有强抗菌性及低细胞毒性的优势。 结果与结论：与银离子海藻酸钙敷料和海藻酸钙敷料相比,添加纳米银的新型复合生物抗菌敷料对金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌均有更强的抑菌作用(P < 0.01),细胞毒性较低(P < 0.01);3种敷料的吸湿能力差异无显著性意义。证实此添加纳米银的海藻酸钙敷料的具有强抗菌性及低细胞毒性。      

脱细胞组织基质材料构建组织工程血管支架的特点与效应

目的:评价组织工程血管支架材料的特性和发展前景。方法:以"组织工程,组织工程血管,支架材料"为关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程血管相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以26篇文献为主重点讨论了组织工程血管材料的种类及其性能。结果:血管脱细胞基质可作为一种较理想的支架材料应用于血管组织工程。纤维蛋白制成的支架,不但具有理想的生物相容性、生物降解性和较高的亲和性,而且能促进血管生成、组织修复。明胶无抗原性,生物相容性好,可完全生物降解,可以实现支架自身的"血管化",但机械性强度低。天然生物材料和合成高分子材料都存在一定不足,将两者按照一定的方法组合构建成一种复合基质,发挥两者各自的优势构建出性能良好的组织工程化血管。纳米修饰技术有望被应用于下一代组织工程化血管移植。结论:近年来组织工程血管发展迅速,但到目前为止,还没有发现一种很理想的血管支架材料。天然生物材料成为目前研究的热点,但是物理机械性能并不能很好地符合血管支架要求,这就迫切希望新材料的出现,来更好的满足组织化血管支架的要求,达到修复和重建的目的。     

三维悬滴法培养间充质干细胞在组织损伤修复中的应用及优势

文题释义： 细胞微环境：即细胞在体内外所处的周围环境,包括细胞间质及其所含的体液成分,其稳定与否会直接影响细胞的增殖、分化、分泌及代谢等重要功能,从而导致细胞的性状发生改变。 三维悬滴法培养：是近年来细胞三维培养方式的一种,它不借助额外的材料支架,而用一滴滴的悬滴构建起细胞的三维环境。三维悬滴法培养的细胞更加贴近体内的真实环境,有利于其功能的发挥。 背景：近年来,间充质干细胞因其易于分离培养、具备高度自我增殖和多向分化潜能以及强大的免疫调控作用等优点,被广泛用于各种组织的损伤修复。传统的二维培养常常导致细胞的多能性及分泌能力受损。三维成球培养的间充质干细胞,不仅能很好继承间充质干细胞本身的优点,还能通过增强的旁分泌能力和增殖分化能力,扩大其在多种组织损伤中的修复作用。 目的：从三维间充质干细胞的基本特征、修复机制、培养方法以及对于各类疾病损伤修复的组织工程应用等多个方面进行综述,阐述其未来应用的可能性,为将来三维间充质干细胞的临床应用提供理论支持。 方法：计算机检索近10年收录于PubMed数据库、中国期刊全文数据库(CNKI)以及万方数据库中的相关文章,检索关键词为“间充质干细胞、三维培养、悬滴法培养、损伤修复”“mesenchymal stem cells、three-dimension culture、hanging-drop、tissue repair”,文献类型不限,纳入51篇文献进行综述分析。 结果与结论：多项研究表明,三维间充质干细胞确实在多个方面如增殖分化、旁分泌及免疫调控作用等要远强于二维间充质干细胞,从而更好地修复组织损伤。随着干细胞移植治疗的广泛开展和三维成球培养体系的深入研究,三维间充质干细胞用于多种组织损伤的修复具备巨大潜力。 ORCID: 0000-0002-9596-1861(邓俊豪);0000-0003-4279-1704(唐佩福) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程     

Cytokine delivery and tissue engineering

Tissue engineering has been applied to various tissues, and particularly significant progress has been made in the areas of skin, cartilage, and bone regeneration. Inclusion of bioactive factors into the synthetic scaffolds has been suggested as one of the possible tissue engineering strategies. The growth factors are polypeptides that transmit signals to modulate cellular activities. They have short half-lives, for example, platelet-derived growth factor (PDGF), isolated from platelets, has a half life of less than 2 minutes when injected intravenously. Extended biological activity and the controlled release of growth factor are achieved by incorporating growth factor into the polymeric device. This review will focus on growth factor delivery for tissue engineering. Particular examples will be given whereby growth factors are delivered from a tissue-engineered device to facilitate wound healing and tissue repair.     

An acellular biologic scaffold does not regenerate appreciable de novo muscle tissue in rat models of volumetric muscle loss injury

Extracellular matrix (ECM) derived scaffolds continue to be investigated for the treatment of volumetric muscle loss (VML) injuries. Clinically, ECM scaffolds have been used for lower extremity VML repair; in particular, MatriStem™, a porcine urinary bladder matrix (UBM), has shown improved functional outcomes and vascularization, but limited myogenesis. However, efficacy of the scaffold for the repair of traumatic muscle injuries has not been examined systematically. In this study, we demonstrate that the porcine UBM scaffold when used to repair a rodent gastrocnemius musculotendinous junction (MTJ) and tibialis anterior (TA) VML injury does not support muscle tissue regeneration. In the MTJ model, the scaffold was completely resorbed without tissue remodeling, suggesting that the scaffold may not be suitable for the clinical repair of muscle-tendon injuries. In the TA VML injury, the scaffold remodeled into a fibrotic tissue and showed functional improvement, but not due to muscle fiber regeneration. The inclusion of physical rehabilitation also did not improve functional response or tissue remodeling. We conclude that the porcine UBM scaffold when used to treat VML injuries may hasten the functional recovery through the mechanism of scaffold mediated functional fibrosis. Thus for appreciable muscle regeneration, repair strategies that incorporate myogenic cells, vasculogenic accelerant and a myoconductive scaffold need to be developed.     

The application of polyhydroxyalkanoates as tissue engineering materials

Polyhydoxyalkanoates (PHA) are polyesters produced by microorganisms under unbalanced growth conditions. They are generally biodegradable and thermoprocessable, making them attractive as biomaterials for applications in both conventional medical devices and tissue engineering. Over the past years, PHA, particularly poly 3-hydroxybutyrate (PHB), copolymers of 3-hydroxybutyrate and 3-hydroxyvalerate (PHBV), poly 4-hydroxybutyrate (P4HB), copolymers of 3-hydroxybutyrate and 3-hydroxyhexanoate (PHBHHx) and poly 3-hydroxyoctanoate (PHO) and its composites have been used to develop devices including sutures, repair devices, repair patches, slings, cardiovascular patches, orthopedic pins, adhesion barriers, stents, guided tissue repair/regeneration devices, articular cartilage repair devices, nerve guides, tendon repair devices, bone marrow scaffolds, and wound dressings. The changing PHA compositions also allow favorable mechanical properties, biocompatibility, and degradation times within desirable time frames under specific physiological conditions. This paper reviews what have been achieved in the PHA tissue engineering area and concluded that the PHA prospective will look very bright in the near future.     

A concise review on drug-loaded electrospun nanofibres as promising wound dressings

The diversity of wound types has gathered momentum to develop a wide range of wound dressings to improve different aspects of the wound healing process. Wound healing is a dynamic, complex and highly regulated mechanism of tissue repair and regeneration. The wound dressing should encourage regeneration and prevent possible infection or scaring. Wound dressings are different from the bandages as they come in direct contact with the wound and are used to absorb exudates and accelerate healing. Wound dressings can have a variety of functions, depending upon the type, severity, and position of the wound. In this review, we have studied the properties of nanofibrous wound dresses and possible approaches to load biological components into them for wound healing improvement.     

泌尿外科组织工程的发展现状及展望

基于组织工程学的组织工程技术和干细胞研究在克服组织器官损伤、修复组织器官功能缺失及减少手术并发症等问题上现已取得很大进展。以往传统方法是利用生物替代材料修复组织,而组织工程技术注重将种子细胞与生物材料结合,形成与自身组织结构和功能相同的生物组织来修复组织缺损,优势在于通过组织工程技术可克服供体材料获取的局限性,并能有效减少并发症。组织工程技术的研究目的便是找到最终能很好替代原有组织生物学功能的合适的种子细胞、生物材料,构建适合的体内微环境。本文主要描述目前泌尿外科学中各领域组织工程的发展现状,探讨组织工程技术应用于治疗复杂泌尿系统疾病的未来趋势。本文研究结果显示,尽管目前临床试验还相对较少,但现有研究在动物模型上取得的良好结果揭示了组织工程技术今后用于治疗各种泌尿系统疾病的光明前景。     

肌肉组织工程研究现状及对运动性肌肉损伤的作用

背景：高水平快节奏的体育运动比赛中容易造成肌肉运动损伤,肌肉组织工程为其修复带来希望。 目的：综述肌肉组织工程研究的现状,为运动性肌肉损伤组织工程学研究提供理论基础。 方法：以“tissue engineering, anterior cruciate ligament repair, biological material scaffold, cytokines, seed cells”为关键词,采用计算机检索Pubmed数据库中1994-01/2010-12的相关文章。纳入与运动性肌肉损伤及肌肉组织工程相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。 结果与结论：共纳入15篇文献,目前的研究重点包括肌肉组织工程重建、细胞外基质复合材料、肌肉组织工程种子细胞的来源、基质支架4个方面。目前的研究表明肌肉组织工程对运动性肌肉损伤的治疗有良好的应用前景。但在实际应用中,肌肉组织工程的种子细胞的选择、支架材料的构建、细胞外基质复合材料研究和组织的相容性等仍是肌肉组织工程学方面的难点问题。     

组织工程材料修复半月板运动损伤的可行性及特点

背景：组织工程技术的发展为半月板损伤的修复和再造开辟了新的途径,利用该技术构建有功能的半月板在防治半月板切除后的并发症中有重要意义。 目的：综述了组织工程材料在半月板运动损伤修复中的可行性及特点。 方法：由第一作者检索1990/2010 PubMed数据库及中国知网数据库有关天然生物材料、人工合成材料、纳米材料修复半月板损伤的文章。英文检索词为“meniscus,sports injuries,repair,tissue engineering,material ”,中文检索词为“半月板,运动损伤,修复,组织工程,支架材料”。 结果与结论：由于半月板的血供特点,致使半月板无血运区损伤不具备愈合能力。组织工程技术的发展为半月板损伤的修复和再造开辟了新途径。目前报道较多的修复半月板支架材料主要有天然生物材料、人工合成材料、纳米材料等。组织工程化半月板的研究已取得了阶段性的成果,但对支架材料正处于研发实验阶段,还没确定出一种最理想的材料,因此寻求一种具有良好的细胞相容性,可控制的降解率并具有一定力学强度的支架材料仍是半月板组织工程的研究热点。     

Applications of knitted mesh fabrication techniques to scaffolds for tissue engineering and regenerative medicine

Knitting is an ancient and yet, a fresh technique. It has a history of no less than 1,000 years. The development of tissue engineering and regenerative medicine provides a new role for knitting. Several meshes knitted from synthetic or biological materials have been designed and applied, either alone, to strengthen materials for the patching of soft tissues, or in combination with other kinds of biomaterials, such as collagen and fibroin, to repair or replace damaged tissues/organs. In the latter case, studies have demonstrated that knitted mesh scaffolds (KMSs) possess excellent mechanical properties and can promote more effective tissue repair, ligament/tendon/cartilage regeneration, pipe-like-organ reconstruction, etc. In the process of tissue regeneration induced by scaffolds, an important synergic relationship emerges between the three-dimensional microstructure and the mechanical properties of scaffolds. This paper presents a comprehensive overview of the status and future prospects of knitted meshes and its KMSs for tissue engineering and regenerative medicine.     

组织工程技术应用于创面修复的现状与未来

组织工程技术已在创面修复领域应用数十年，先后研制出了不同类型的组织工程皮肤替代物。随着3D生物打印技术的发展，为组织工程皮肤产品的研制提供了最理想的方法。目前，组织工程技术虽取得了不少进展，同时也呈现出诸多发展机遇。本文回顾和分析了组织工程在创面修复中的关键要素，包括细胞疗法、支架材料及其生长因子的调节，并提出了组织工程技术在创面修复中的意义、难点、热点和今后发展的策略与方向。