组织工程椎间盘纤维环的研究与进展

背景：组织工程是永久性修复退变椎间盘的新策略,然而髓核组织工程方法无法完整重建椎间盘的结构和功能,所以,相应的纤维环组织工程被认为是组织工程椎间盘治疗策略的主要限制因素之一。目的：综述组织工程椎间盘纤维环的研究与进展,为组织工程椎间盘研究提供理论基础。方法：由第一作者用计算机检索Pubmed、CNKI及维普数据库,限定时间为2000/2010,中英文检索词分别为＂组织工程、椎间盘、纤维环、种子细胞、支架材料、生长因子＂和＂tissue engineering,intervertebral disc,annulus fibrosus,seed cell,scaffold,growth factor＂,语言分别设定为中文和英文。从组织工程椎间盘纤维环的种子细胞来源,支架材料选择,生长因子3方面进行归纳介绍。结果与结论：共检索到106篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,保留34篇文章进行综述。目前组织工程椎间盘研究重点在构建纤维环组织与髓核组织上。关于功能化纤维环的构建还处于起始阶段,种子细胞、支架材料以及生长因子的选取仍需进一步的实验研究。     

去细胞基质支架构建组织工程椎间盘:最为接近正常髓核三维结构

背景:目前临床上对椎间盘退变疾病无特效治疗,组织工程技术的发展为它提供了新的治疗思路。目的:综述了去细胞基质支架构建组织工程椎间盘的研究的研究进展。方法:应用计算机检索PubMed、中国知网、万方、中国生物医学文献库数据库2005至2014年文献,检索关键词为"椎间盘退变,去细胞基质,组织工程,支架,髓核,纤维环;Intervertebral disc degeneration,Extracellular matrix,Tissue Engineering,Scaffold,nucleus pulposus,annulus fibrosus"。结果与结论:组织工程椎间盘构建包括3要素:细胞支架、种子细胞及细胞因子,支架是其中的关键。去细胞基质是其中一类重要支架,近年来成为组织工程椎间盘支架的研究热点,可分为去细胞纤维环支架、去细胞髓核支架及一体化椎间盘支架,其中不同支架具有多种制备方法。相对各种人工材料来源及单一天然蛋白成分来源的支架,去细胞基质具有自己显著的优点,抗原性小、生物相容性高、最为接近正常髓核三维结构,可提供细胞生长所需微环境。但去细胞基质做为组织工程椎间盘支架同时仍存在少量不足,亟待进一步改进。     

组织工程椎间盘纤维环支架的研究进展

背景:组织工程为椎间盘退行性病变治疗提供了新的治疗方法。目的:综述了组织工程椎间盘纤维环支架的种类及构建纤维环支架的不同方法。方法:应用计算机检索CNKI和PubMed数据库中1988/2011关于组织工程纤维环支架的文章,在标题和摘要中以"组织工程;椎间盘;支架;纤维环;构建;综述"或"tissue engineering,intervertebral disc,scaffold,annulus fibrosus,construction"为检索词进行检索。结果与结论:纤维环支架是椎间盘组织工程构建的关键,其相关研究尚处于初期阶段。纤维环支架材料有两大类:蚕丝、藻酸盐等天然生物材料;聚氨酯、聚羟基乙酸和聚乳酸及纳米纤维等人工合成材料;支架材料种类繁多,各有利弊。目前用于纤维环支架的构建的方法有致孔剂法、湿纺技术及静电纺丝法。构建的纤维环支架结构与椎间盘纤维环自然结构还有一定差距,目前的方法制作单纤维层比较容易实现,复层纤维环的构建还存在技术的问题,单纤维层的抗拉强度仍然达不到自然结构的标准。因此优化纤维环支架构建方法、固定纤维环支架等方面还需要需进一步的实验研究。     

椎间盘组织工程学种子细胞的研究概况

目的:为逆转椎间盘细胞水平的病理改变,进而修复退变的椎间盘组织修复与恢复功能选择最适宜的种子细胞提供科学依据。资料来源:应用计算机检索Medline 1999-01/2006-06有关椎间盘组织工程、种子细胞及软骨缺损修复方面的文献,检索词为:“disci intervertebrales,tissue engineering,seed cell,cartiage defect,cartiage repain”,并限定文章语言种类为英文。同时计算机检索万方数据库1999-01/2006-06期间的相关文章,检索词为“椎间盘,组织工程,种子细胞”,并限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,选取有关椎间盘组织工程种子细胞实验或临床研究文献,筛除非随机对照实验、重复实验和综述、讲座、笔谈等非原著性文献,对剩余文献查找原文。资料提炼:共收集223篇相关文献,其中32篇符合纳入标准,排除191篇。符合纳入标准的32篇文献中,17篇涉及椎间盘自身细胞,3篇涉及经基因工程修饰的椎间盘纤维环、髓核细胞,12篇涉及间充质干细胞。资料综合:目前椎间盘自身细胞的单层培养或三维培养的技术较成熟,纤维环与髓核细胞是椎间盘组织工程中较为常用的种子细胞,经基因工程修饰后可分泌更多的细胞外基质,亦能较长时间维持细胞的生物学表型。间充质干细胞构建的组织工程骨早期修复骨缺损能力较强,能够对负重骨缺损进行有效的修复。结论:椎间盘组织工程中对种子细胞的研究已取得可喜的进展,其中尤以经基因工程修饰的椎间盘纤维环、髓核细胞最好,其作为种子细胞的优势在于生长迅速,细胞外基质分泌增多,长时间维持细胞的生物学表型,但其安全性还需进一步研究。     

细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景:通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法.目的:评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景.方法:由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献.结果与结论:目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等.通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略.     

髓核组织工程学研究进展

椎间盘退化是临床上一个重大的问题,椎间盘退化起自于椎间盘细胞以及髓核细胞外基质的变化。近年来,随着对椎间盘退变的分子学基础研究的进展,人们提出用生物对策来修复和恢复退变的椎间盘,其中一种很有希望的方法是应用组织工程的方法修复退变的椎间盘,恢复椎间盘组织的功能。作者就种子细胞、细胞支架和生长因子方面髓核组织工程学的研究进展进行综述。     

新型组织工程椎间盘纤维环支架的制备与性能检测

背景:以组织工程技术修复退变椎间盘,目前的研究多集中在如何修复摘除的髓核组织,然而髓核组织工程方法无法完整重建椎间盘的结构和功能,所以相应的纤维环组织工程被认为是组织工程椎间盘治疗策略的主要限制因素之一.目的:制备天然猪脱细胞脱钙骨基质明胶,并验证其作为组织工程椎间盘纤维支架的可行性. 方法:取猪股骨近端松质骨,用环钻钻取直径10 mm、内径5 mm、厚3 mm的中空环状骨,高压水枪冲洗,进行脱脂、脱钙、脱细胞等相关处理,制成环状的支架材料.对材料进行大体、组织学、光镜、扫描电镜观察,并对支架的吸水率、孔隙率、生物力学参数等进行检测.分离培养犬骨髓间充质干细胞,采用MTT法分析支架浸提液毒性.结果与结论:支架为乳白色,中空环状,质地柔软的多孔结构.苏木精-伊红染色示组织无细胞结构残留.光镜及扫描电镜示支架孔隙均匀,孔隙相通,平均孔径为(401.4±13.1) μm,孔隙率为(62.12±1.52)%,吸水率为(409.77±11.34)%.生物力学结果示支架的弹性模量为(47.75±6.32) kPa.MTT法显示不同浓度支架浸提液与对照 DMEM 培养液吸光度值比较,差异无显著性意义(P ＞ 0.05),支架无细胞毒性.提示猪脱细胞脱钙骨基质明胶去细胞彻底,具有良好的孔径、孔隙率及生物力学强度,并且无毒,具备良好的生物相容性,可作为组织工程椎间盘纤维环支架材料.     

纤维环细胞的培养技术及生长因子调控

椎间盘退行性病变表现为细胞数量和细胞基质代谢如胶原、蛋白聚糖等代谢的改变.生长因子有调整细胞增殖、分化及细胞基质代谢的作用,可用于椎间盘退变的生物学治疗,其作用成为研究热点.在腰椎间盘退变阶段,纤维环损伤的修复对预防髓核疝出有重要意义.但目前有关生长因子对纤维环细胞作用的研究少于髓核细胞,有待加强.椎间盘细胞不易培养,目前其培养技术渐趋成熟,但国内涉及椎间盘细胞培养的研究偏少.文章首先介绍了国外一些成熟细胞培养技术,如单层、三维培养的对比等,其对实验有明确指导作用.其次综述了国内外目前有关生长因子对纤维环细胞增殖、基质代谢作用的研究成果,尤其是近年来的新成果,目的在于总结埘纤维环细胞有良好作用的生长因子,探讨生长因子生物学修复退变椎间盘的趋势;同时促使人们注意未进行研究的因子,扩展生长因子的研究领域.     

组织工程皮肤支架材料和种子细胞的研究进展

目的:综述近年来国内外组织工程皮肤种子细胞和支架材料方面的研究进展,介绍了用静电纺丝法制备新型三维纳米纤维支架材料的研究进展及其在组织工程皮肤中的应用前景.资料来源:检索人为第一作者,检索文献时限为1992/2009.检索数据库为CNKI数字图书馆全文数据库,Sciericedirect数据库,I.S.I数据库.中文检索关键词为"组织工程皮肤,创伤修复,种子细胞,支架,静电纺丝".英文检索关键词为"tissue-engineering,skin,wound healing,seed cell,scaffold,electrospunning".资料选择:近年来对皮肤组织工程的研究起着重大影响,以及开启和引领新的方向的重要研究成果.结局评价指标:①与组织工程材料治疗皮肤损伤相关的文章.②与组织工程种子细胞和支架材料相关的文章.③与静电纺丝相关的文章.结果:利用皮肤干细胞的增殖分化特性制备人工皮肤是目前重要的研究方向,较受关注的研究有表皮干细胞、骨髓间充质干细胞、毛囊干细胞和脂肪干细胞等.对于组织工程来说,如何制备出满足应用的细胞对支架的力学性能、物理结构及生物相容性等方面的要求无疑又是一个至关重要的难题.支架材料主要可分为微米级多孔支架材料与纳米纤维支架材料.静电纺丝法是近年来兴起的一种能快速、简便制备纳米纤维支架材料的方法,利用电纺技术制备的支架材料孔隙率高,孔道连通性好,有利于维持创面血运和氧气交换,可有效防止创面水分和蛋白质的流失.结论:组织工程皮肤研究是再生医学的重要组成部分,种子细胞和支架材料基材是其最核心的问题.随着生命科学、纳米技术和计算机技术的不断发展和相互融合,对种子细胞之间相互影响、相互调节机制的研究,以及支架材料的构建和性能研究取得了很大进展.     

细胞移植及髓核组织工程重建修复椎间盘退变

背景：通过细胞组织工程将细胞或细胞支架复合体植入退变缺损的椎间盘内,使退变的椎间盘再生可能是治疗椎间盘退变性疾病最为理想的方法。目的：评价组织工程髓核体内移植抑制腰椎间盘退变的临床疗效及应用前景。方法：由第一作者检索1990/2010 PubMed数据、中国知网及万方数据库有关组织工程髓核、组织工程材料及骨髓间充质干细胞治疗腰椎间盘退变方面的文献。结果与结论：目前常用的细胞支架主要包括胶原支架、琼脂糖支架、藻酸盐支架、聚乙醇酸支架与壳聚糖支架以及复合材料等。通过自体椎间盘细胞或间充质干细胞结合基因技术筛选种子细胞,进行细胞和/或细胞支架复合体移植恢复或再生相关细胞外基质的合成,通过逆转和修复椎间盘细胞病理性改变,为退变的椎间盘组织和功能恢复提供了全新的治疗策略。