骨软骨组织工程支架的研究现状及发展趋势

目前,随着骨软骨组织工程的发展,为临床上骨软骨缺损的修复带来了新希望。应用自体细胞、支架、生长因子可以修复骨、软骨的缺损;选取具有生物相容性和可吸收性的复合支架可为细胞提供暂时的支持、黏附、生长环境,促进骨软骨缺损的修复。就骨软骨组织工程支架的分类、特性、应用以及存在的问题和发展趋势作一综述。     

组织工程方法修复类风湿性关节炎软骨缺损的研究进展

类风湿性关节炎作为一种自身免疫疾病,会造成关节腔内关节软骨损伤.由于关节腔内没有血管和淋巴组织,营养物质主要通过弥散方式抵达,导致受损伤的关节软骨自身修复能力有限,这是治疗关节炎的瓶颈所在.目前临床上修复关节软骨的措施主要有微骨折术、自体骨软骨移植、异体骨软骨移植等,但都存在一定不足.当前关节软骨缺损修复的研究热点是利用组织工程方法获得稳定的自体软骨细胞,并与相应的支架结合后移植到病变关节处,其优点是创伤小、副作用少且方便使用,可能成为未来治疗类风湿性关节炎软骨缺损的发展方向.本文针对该方法的具体步骤进行简述,包括动物模型、种子细胞、支架材料、复合体的构建及体内移植后的修复情况.     

生长因子用于软骨修复的研究进展

各种原因导致的关节软骨损伤或软骨退行性变是临床的常见病,目前尚缺乏有效的治疗方法.随着组织工程技术的发展,组织工程为软骨损伤修复提供了新的方法.生长因子是软骨组织工程的一个基本要素,近年来已成为软骨修复的研究热点,其在软骨形成和软骨细胞基质的合成、代谢方面发挥重要的作用.本文就转录生长因子-β、骨形态发生蛋白、胰岛素样生长因子等的最新研究做一综述,以期发现理想的生长因子及其组合用于促进软骨修复.     

工程软骨支架的临床应用研究进展

移植工程软骨修复软骨损伤是目前较为理想的治疗方法,构建工程软骨需要种子细胞和支架材料,支架材料的性能对工程软骨的生物特性有重要影响.讨论支架材料的研究进展,比较不同支架材料的工程软骨的临床应用结果,对进一步改善工程软骨的生物学性能有重要意义.结合近年来工程软骨支架的研究和临床应用情况作一综述和展望.     

自体、异体骨软骨移植及组织工程材料修复的关节软骨损伤

背景：关节软骨损伤的修复已成为近年来医学基础研究的一个重要领域。由于关节软骨损伤后不易修复,决定了关节软骨损伤的修复是热点中的难点。目的：概述能够对关节软骨损伤进行修复和功能重建的生物材料,为选择理想的组织工程支架材料提供一种理论上的选择。方法：由第一作者通过计算机检索1989到2014年PubMed数据库和中国知网数据库。英文检索词为“articular cartilage injury,bone graft,tissue engineering scaffold materials”,中文检索词为“关节软骨损伤、骨移植、组织工程支架材料”。检索近年来关于关节软骨的结构和功能、不同关节软骨损伤修复材料的选择及修复过程中影响因素等方面的相关文献,针对目前软骨损伤修复材料的应用作一个较系统的回顾及总结,分别对软骨修复材料各自优缺点进行综合评述,从材料学的视角介绍了几种软骨修复材料在软骨组织工程支架中的应用情况,在此基础上对临床软骨损伤修复提供一种理论上的选择。结果与结论：常用的软骨修复材料包括自体、异体骨软骨移植材料,胶原、透明质酸钠和壳聚糖等天然高分子材料。自体、异体骨软骨移植的修复方法只能暂时的缓解疼痛,修复组织容易发生退变,都不能成功修复损伤软骨,与这些已经投入临床的技术相比,尚处在实验研究阶段的组织工程学技术的临床研究仍在不断进行,在众多关节软骨修复材料中,无论是自体移植材料还是组织工程支架材料其生物力学性能各有不同,且目前还无法再造与天然生成的软骨具有相同力学性能的软骨组织。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

不同种类组织工程化细胞移植修复关节软骨的损伤

背景:单纯药物治疗不能有效促进关节软骨缺损的愈合;自体软骨来源有限,软骨移植手术也相应受到限制。目的:分析关节软骨损伤类型及局部微环境的改变,总结近年来国内外组织工程种子细胞移植研究相关进展以及细胞移植修复关节软骨损伤治疗进展。方法:以Tissue engineering,cell transplantation,articular cartilage defects为检索词,检索Pubmed数据库(1993-01/2008-12);以组织工程,细胞移植,关节软骨损伤为检索词,检索CNKI数据库(2000-01/2008-12)。文献检索语种限制为英文和中文。纳入与关节软骨损伤以及分类密切相关性研究,组织工程种子细胞移植技术相关性应用研究。排除重复性研究。以种子细胞的存活和迁移,以及移植后关节功能的恢复和不良反应为评价指标。结果与结论:计算机初检得到201篇文献,根据纳入排除标准,对组织工程细胞移植修复关节软骨损伤的研究进行分析。临床上,创伤性或骨关节炎造成的关节软骨损伤较为常见,关节软骨自身修复能力差,一旦损伤将很难修复。组织工程细胞移植技术的出现为成功治愈关节软骨损伤带来了新的希望。在动物模型和临床研究中,细胞移植治疗关节软骨损伤已经取得良好的修复效果,但这一技术仍有改进的余地。目前的研究集中在如何从技术上改善组织工程3要素,即细胞,生物支架材料和生物活性因子。自体软骨再生仍然是关节软骨缺损修复的理论支柱,但进一步的研究需要优化其再生效果以及维持更加稳定的软骨细胞表型等等。组织工程细胞移植修复关节软骨损伤疗效较好,随着目前组织工程研究的深入,细胞移植修复技术有望成为临床上治疗关节软骨损伤的新方法。     

膝关节软骨损伤的治疗进展

[摘要]膝关节具有多样且复杂的运动形式,是人体承重最大的关节,最易导致关节软骨损伤。由于其再生修复的能力很弱,故其损伤后很难自身修复,进而导致骨关节炎的发生。膝关节软骨损伤后目前主要有以下的手术治疗方式：①自体骨软骨移植技术（马赛克移植技术）;②同种异体骨软骨移植技术;③自体软骨细胞移植; ④合成或生物支架植入（组织工程技术）;⑤微骨折技术;⑥粉碎软骨修复技术;⑦生物制剂辅助治疗。通过选择性运用上述治疗可以在短期内改善临床症状,延迟或者避免行关节置换手术,本文将对其一一进行综述。     

组织工程技术修复损伤关节软骨的研究与应用

背景：软骨是一种无血管的组织,软骨损伤后自身修复能力有限。当前用于治疗关节软骨损伤的方法从保守治疗到手术治疗多种多样。随着组织工程技术的发展,关节软骨的修复又进入了新的高度。 目的：综述组织工程方法修复软骨损伤的新进展。 方法：由第一作者在2013年5月应用计算机检索2000至2013年PubMed 数据库及CNKI 数据库,英文以“cartilage tissue engineering,cartilage defect;stem cell,scaffold;growth factor”为关键词,中文以“软骨组织工程,软骨缺损,干细胞,支架,生长因子”为关键词,选择内容与软骨组织工程、软骨损伤修复相关的文章,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章,共纳入64篇文献。 结果与结论：软骨组织工程三大要素——种子细胞、支架和细胞因子,三者必须协调发展和互利。现阶段组织工程方法修复关节软骨损伤的研究虽已取得很大进展,但大多停留于实验探索阶段,尚未应用于临床。随着新材料的不断研发,新的组织工程软骨修复材料将兼顾材料学和生物科学的需要,使其更接近机体自身组织生物学特性。在新的技术支持下,动物实验研究也将向临床试验转变,使关节软骨损伤的治疗取得突破性进展。     

骨髓间充质干细胞于软骨组织工程的应用

关节软骨缺损在骨科临床十分常见,目前临床修复软骨缺损的方法很多,但是由于各自固有的缺陷难以达到满意的临床效果,因此探索软骨缺损的修复方法一直是人们不断深入研究的课题。软骨组织工程的发展为软骨缺损的修复提供了新的途径。种子细胞和支架材料是软骨组织的两个基本要素,根据近年来软骨组织工程的研究进展和方向,从骨髓间充质干细胞的诱导方式、诱导机制及研究进展方面进行探讨,证明骨髓间充质干细胞作为种子细胞构建组织工程软骨的优越性。     

纳米支架与关节软骨重建

背景：纳米羟基磷灰石因具有与骨组织中天然羟磷灰石晶体尺寸相关的特性以及具有良好的生物相容性和骨传导性,被广泛用于骨组织工程。 目的：对纳米支架材料的性能进行阐述,探讨仿生多层纳米支架构建和纳米支架体内试验研究的新进展。 方法：由作者应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库1979/2011,在英文标题和摘要中以“cartilage, nano”和“cartilage, nanofiber or nanofibrous”检索,中文文献检索以“软骨,纳米,支架”为关键词,选择内容与纳米支架、软骨损伤修复与软骨组织工程相关的文章,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章,共纳入50篇文献。 结果与结论：软骨自我修复能力有限,软骨组织工程作为一种新治疗手段为其治愈提供了可能,纳米支架则以其优越的性能成为软骨组织修复的重要生物材料,纳米支架的仿生分层设计与制备及其生物性能的最优化,以及大宗样本临床试验的缺乏成为制约纳米支架材料应用于临床软骨缺损修复的关键问题。 关键词：纳米;支架;软骨重建;组织工程;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.12.041     

关节软骨缺损的组织工程修复

背景：软骨组织工程主要由种子细胞、生物支架、生长因子3方面组成,如何完善软骨组织工程修复一直是科研工作者研究的重点。 目的：全面了解应用软骨组织工程修复软骨损伤的研究现状。 方法：计算机检索PubMed和CNKI数据库中2005/2010相关文献。以“Cartilage, tissue engineering, repair”或“关节软骨、组织工程、修复”为检索词进行检索。纳入与软骨组织工程密切相关的文献,排除重复性研究。 结果与结论：共检索到167篇文献,排除无关重复的文献,保留20篇文献进行综述。研究认为种子细胞是软骨组织工程最关键的方面,包括软骨细胞、骨髓间充质干细胞、胚胎干细胞和通过基因工程得到的种子细胞。目前应用最多、应用前景最好的是骨髓间充质干细胞。生物支架经历了一个漫长的过程,趋向于复合性和功能性的方向发展。各种生长因子在组织工程中必不可少。转化生长因子、胰岛素样生长因子、骨形态发生蛋白等在软骨修复中发挥了重要的功能。     

壳聚糖在软骨组织工程的应用

软骨组织工程的出现 ,为解决软骨修复这个临床难题提供了新的方案 ,然而目前软骨组织工程的热点在于寻找一种合适的生物载体材料。壳聚糖 (chitosan) ,一种人工合成的多聚糖材料 ,具有良好的生物相容性、可降解性和生物活性 ,可作为细胞三维生长支架 ,维持种子细胞新陈代谢和生长表型。本文将就壳聚糖的理化特性、生物活性和在软骨组织工程方面应用的状况及前景作一综述。     

腺病毒携带骨形态发生蛋白14基因转染脂肪干细胞修复损伤关节软骨

背景：关节软骨损伤后自我修复能力较弱,主要是由于其缺乏滋养血管并且细胞代谢缓慢等组织特性,目前的治疗方法都不能恢复软骨组织的原有功能,近年来软骨组织工程已引起了越来越多的关注。 目的：观察Ⅰ型胶原海绵支架搭载骨形态发生蛋白14基因转染脂肪干细胞修复兔膝关节软骨损伤的效果。 方法：取兔皮下脂肪组织分离培养脂肪干细胞,用腺病毒真核表达载体Ad-CMV-BMP-14-IRES-hrGFP-1转染脂肪干细胞。Ⅰ型胶原海绵支架搭载转染后的脂肪干细胞,待细胞吸附后对兔膝关节全层软骨缺损进行修复。术后12周取手术关节,从大体方面、组织学方面综合评估缺损修复状况。 结果与结论：骨形态发生蛋白14转染后的脂肪干细胞骨形态发生蛋白14和Ⅱ型胶原蛋白表达及Sox-9基因表达明显高于普通脂肪干细胞。术后12周,支架搭载经骨形态发生蛋白14转染的脂肪干细胞组软骨组织修复良好,平整光滑,光洁度、质地及颜色良好,交界区整合良好。支架搭载脂肪干细胞组软骨组织部分修复,有正常软骨光泽,质地与颜色接近正常,修复组织与正常软骨组织界限明显。单纯支架组几乎崩解塌陷,未见透明样软骨结构形成。结果可见腺病毒携带骨形态发生蛋白14基因转染后脂肪干细胞修复软骨缺损的能力有大幅提升。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;组织工程全文链接：     

组织工程骨-软骨复合组织修复兔膝关节部分缺损的实验研*

目的制备具备关节解剖形态的组织工程骨软骨,行原位移植修复兔关节大面积缺损,探讨组织再生方式及特点,为进一步研究提供研究基础。方法以兔耳原代软骨细胞和第三代成骨诱导的骨髓间充质干细胞为种子细胞,制备具有解剖形态的明胶-硫酸软骨素-透明质酸钠-明胶-陶瓷化骨软骨支架。分为复合细胞组﹙A﹚,无细胞组﹙B﹚和不修复组﹙C﹚。进行体内原位移植,术后不同时间进行HE染色,免疫组化染色及PCR检测。结果复合细胞组与其他两组相比,该组伴随支架吸收同时可以形成大量细胞外基质。而随着体内植入时间延长,不同组别间则出现了明显区别,从HE及免疫组化染色结果观察复合细胞组越来越具备正常骨-软骨组织学表现,而无细胞支架组则表现为纤维化改变。结论修复大面积的骨-软骨组织缺损,需要采用支架复合细胞的方式,单纯采用支架其修复效果是不可靠的。     

提高关节软骨脱细胞支架孔隙率及细胞渗透性方法的研究进展

关节软骨损伤后的再生与修复一直是临床上的难题。由于外科治疗手段具有较大的局限性,近年来,软骨组织工程领域不断发展并备受关注。在软骨组织工程中,具有软骨诱导特性的软骨基质,是一种很有前景的生物材料。这种天然的生物材料能够作为支架,为软骨组织再生提供结构框架和生物信号分子。脱细胞处理能够有效去除软骨组织中的细胞成分,获得天然的细胞外基质支架。然而,由于软骨组织具有缺乏血管、结构致密、细胞成分较少的特性,因此,经脱细胞的软骨组织能否获得足够的孔隙率,为再植的软骨细胞或干细胞提供有效的渗透途径,逐渐成为研究者关注的焦点。重点关注关于提高细胞渗透性的实验研究,总结提高支架孔隙率以及促进细胞迁移的实验方法,主要包括脱细胞处理、浓度调控、取向性冻干技术、人为制备孔道,以及激光刻蚀等。通过文献检索,对不同方法技术的原理与优势进行总结、分析,进一步强调孔隙结构在支架性能中的重要性,并阐明支架性能与调控方法之间的关系。     

组织工程化软骨修复关节软骨缺损

背景：目前治疗软骨缺损的方法均有明显缺陷,组织工程软骨修复关节软骨缺损为微创治疗软骨缺损提供了新方法。 目的：总结组织工程软骨应用于修复关节软骨缺损的新进展。 方法：由第一作者用计算机检索万方数据库(2000/2010)和PubMed数据库(2000/2010),检索词分别为“软骨缺损,组织工程软骨”和“articular cartilage defects, tissue-engineered cartilage”,语言分别设定为中文和英文。从组织工程软骨及其新进展2方面进行总结,对组织工程软骨的发展及构建等方面进行介绍。共检索到666篇文献,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入23篇文章。 结果与结论：近年来随着细胞支架材料的不断发展和组织构建技术的日趋成熟,结合活性细胞和支架的组织工程软骨为微创修复关节软骨缺损提供了良好的治疗手段及方法,组织工程软骨修复软骨缺损是完全可行的,C-GP凝胶与种子细胞相容性好,可做为组织工程软骨的理想支架,但细胞支架的制备及选择仍然是组织工程软骨的热点和难点。     

羟基丁酸与羟基辛酸共聚物一体化骨软骨组织工程支架的制备及性能*◆

背景：单层支架难以满足关节软骨损伤修复的要求,现提出骨软骨共同修复的一体化支架,以弥补了单一支架的部分缺陷。 目的：以羟基丁酸与羟基辛酸共聚物为基础材料,羟基磷灰石等为复合材料研制一体化骨软骨组织工程支架,测试该支架的物理特性和细胞黏附性。 方法：采用溶剂浇铸/颗粒沥滤法,以支架孔径、孔隙率、力学强度和细胞黏附生长率为检测指标,以羟基丁酸与羟基辛酸共聚物为连续相,通过改变致孔剂NaCl粒径和羟基磷灰石材料配比制备不同形态结构、力学强度和生物学功能的三层一体化骨软骨组织工程支架。 结果与结论：致孔剂与支架材料的最佳质量配比分别为软骨层4.5/1,过渡层2.5/1,硬骨层3.5/1。扫描电镜观察显示支架的三层结构明显不同且紧密结合,其软骨层、过渡层、硬骨层的孔径分别为150~250 μm,≤60 μm,150~450 μm;孔隙率检测结果依次为84%,60%,75%;力学强度测定依次为2.93,6.43,4.30 MPa;支架对骨髓间充质干细胞无毒性,细胞黏附与生长状态良好。结果表明该一体化骨软骨组织工程支架具有仿生学特性,符合骨软骨组织工程支架的基本条件。关键词：羟基丁酸;羟基辛酸;共聚物;一体化支架;关节软骨缺损;骨软骨组织工程 缩略语注释：PHBHO：poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyoctanoate),羟基丁酸与羟基辛酸共聚体;HA：hydroxyapatite,羟基磷灰石 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.16.004     

间充质干细胞在组织工程气管中的研究进展

组织工程学通过细胞或组织重建,修复缺损组织并保留其生物功能,成为气管替代治疗的新途径.种子细胞、生长因子及气管支架材料是组织工程气管的三大要素,学者们一直在寻求理想的种子细胞.间充质干细胞(MSCs)是一种具有高度自我更新能力和多向分化潜能的干细胞,广泛分布于骨髓、脐带、脂肪组织、心肌组织、大脑、肌肉和皮肤等,可向骨、软骨、脂肪、神经等多种细胞定向分化.MSCs具有增殖能力强、分化范围广、免疫调节等功能特点,能够修复损伤的组织,有望成为应用于组织工程气管的理想种子细胞.旨在对MSCs在组织工程气管中的应用作一综述.     

软骨组织工程研究的新进展

软骨组织的再生能力有限 ,组织工程软骨的构建对修复软骨缺损意义重大。本文从四方面介绍了软骨组织工程的研究的新进展 ,包括软骨种子细胞的研究、软骨细胞与支架的体外培养、细胞支架复合物植入体内的研究及软骨细胞移植的临床应用。     

软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损

背景：关节软骨缺损在临床上十分常见,随着分子生物学和组织工程学等学科的不断发展,为关节软骨缺损的修复提供了大量新的方法和思路,利用软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损成为目前骨科领域研究的热点。 目的：总结并讨论目前软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损的研究现状,综述应用软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损的研究进展。 方法：由第一作者应用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI：2000/2010)和Medline(1990/2010)数据库中的相关文章,检索词分别为“关节软骨缺损,软骨组织工程”和“articular cartilage defects (ACD),cartilage tissue engineering”,语言分别设定为中文和英文。共检索得文章786篇,从中选取相关文章44篇,从软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损过程中的种子细胞、支架材料和生物因子3个具体方面的研究进展进行归纳及总结。 结果与结论：支架、种子细胞和可调控细胞生长、增殖及分化的生物因子是软骨组织工程的3大要素。软骨组织工程方法主要包括利用体外培养、扩增后的种子细胞,将其种植于支架材料中,在相关调节因素的作用下形成组织工程化软骨,此方法已成为目前治疗关节软骨缺损的重要方法之一,并取得不错的疗效,但迄今为止尚未出现一种法被广泛认可的治疗方案。利用不同新型复合支架材料如修复治疗关节软骨缺损将成为今后研究的主要方向。