组织工程化血管与种子细胞

摘要：血管组织工程学的目的就是在体外构建理想的血管移植物,植入体内后无免疫排异反应,能维持移植血管腔的长期通畅。临床上需要各种口径大小的血管作为手术修补材料或者其他自体或者异体甚至组织工程组织的滋养血管。文章采用了文献搜集和分析的方法,综述了血管组织工程的定义、自体血管壁细胞、胚胎干细胞、间充质干细胞、内皮祖细胞和平滑肌祖细胞的选择及其在应用中的优缺点。     

血管组织工程种子细胞在再生医学中的应用*☆◇

背景：小口径人工血管替代人体小动脉和静脉一直未获得满意的效果,因此研制出一种拥有较高远期通畅率的小口径人工血管成为了一个重要的研究课题。目的：综述种子细胞在血管组织工程的研究进展。方法：以 “Vascular tissue engineering, Seeding cells”为检索词,应用计算机检索Pubmed 数据库1960/2009有关文章。纳入有关血管组织工程种子细胞的文献。排除原始文献设计方法简单、结果可靠性差、非英文文献及结果重复的文献,保留35篇文献做进一步分析。结果与结论：内皮细胞和平滑肌细胞是目前常用的种子细胞。内皮细胞和平滑肌细胞共同培养的体系,模拟体内环境,保持内皮细胞和平滑肌细胞具有正常的分泌功能和表型。骨髓间充质细胞可被有效的分离和扩增,在特定培养条件下可以诱导分化为多种血管细胞。在再生医学和生物组织工程方面有强大的潜力。     

组织工程软骨种子细胞的定向诱导分化

背景：软骨修复一直是骨科治疗难题和研究热点。随着组织工程学的发展,近年来应用种子细胞诱导分化为软骨细胞,构建组织工程软骨修复软骨缺损的思路倍受关注,并已取得一定成功。 目的：讨论组织工程软骨的种子细胞选择、成软骨定向诱导分化的培养条件,尤其是细胞因子、诱导方法、培养方式等因素的作用。 方法：计算机检索中国期刊全文数据库及PubMed 数据库2000-01/2010-09相关文章,检索词为“软骨形成,软骨缺损,刺激因子,软骨修复,组织工程,chondrification, cartilage defect; stimulating factor,cartilage repair,tissue engineering”。语种限定为：中文与英文。纳入与软骨形成、诱导分化、组织工程支架方面的基础和临床研究,排除内容陈旧及重复研究。计算机初检得到155篇文献,根据纳入排除标准,最终纳入41篇。 结果与结论：种子细胞在特定细胞因子作用下可定向分化为软骨细胞。通过选择合适的种子细胞及细胞因子定向诱导分化构建组织工程软骨,能够为成功治愈关节软骨缺损提供新思路。软骨定向分化因子转化生长因子β、碱性成纤维细胞生长因子、骨生成蛋白、胰岛素样生长因子、生长激素等调控诱导可通过介质添加物、基因转染、不同培养方式等几种方式促进向软骨方向转化。相信随着软骨定向诱导分化研究的深入,为临床上运用软骨组织工程学来解决关节软骨缺损修复这一难题提供了有效依据,有广泛的临床应用前景。     

神经组织工程种子细胞研究进展

神经系统损伤与再生修复的研究是当今神经科学领域的热点.随着成体神经干细胞的发现、材料技术和细胞培养技术的发展,组织工程学方法为神经损伤的治疗带来了希望[1].组织工程的核心是建立种子细胞和支架材料的三维空间复合体.种子细胞的培养是组织上程的基本要素,细胞主要来源于自体、同种异体、异种组织细胞等.本文就近年来神经组织工程种子细胞的研究进展进行综述.     

血管组织工程种子细胞原代培养技术的改良**★

背景：如何获取高质量的种子细胞是构建组织工程血管的先决问题。 目的：改良血管组织工程种子细胞原代培养技术并观察其生物学特性。 设计、时间及地点：以细胞为培养对象，观察性实验，于2006-12/2008-03在江西省分子医学重点实验室完成。 材料：新西兰家兔，体质量2 kg左右，用于血管内皮细胞和血管平滑肌细胞的原代培养。 方法：以胶原酶胰酶序贯消化法获得血管内皮细胞、快捷贴壁法培养血管平滑肌细胞。 主要观察指标：免疫细胞化学法对两者进行鉴定；流式细胞术检测第2代和第6代血管内皮细胞的增殖指数。 结果：培养的种子细胞符合各自特征，免疫细胞化学鉴定其为血管内皮细胞和血管平滑肌细胞。内皮细胞第2代和第6代细胞增殖指数分别为(20.87±2.05)%和(9.75±1.76)%。 结论：胶原酶胰酶序贯消化法和快捷贴壁法可以较稳定地获取血管内皮细胞及血管平滑肌细胞；第2代的内皮细胞较第6代更适用于构建组织工程血管。     

脐带血干细胞：组织工程人工心脏研究种子细胞的新来源*

背景：脐带血干细胞富含多种干/祖细胞,其各种干/祖细胞移植治疗和作为种子细胞在组织工程领域的研究成为当前的热点。 目的：综述脐带血干细胞中存在的多种干/祖细胞的生物学特性及在心脏疾病的实验应用和脐带血干细胞在心脏疾病的实验应用。 方法：应用计算机检索1999-01/2009-10中国数字图书馆、维普期刊数据库相关文章,检索词为“脐带血干细胞,造血干/祖细胞,间充质干细胞,内皮祖细胞,内皮细胞,心肌细胞,组织工程,种子细胞”,并限定文章语言种类为中文。同时计算机检索1999-01/2009-10 PubMed 数据库相关文章,检索词为“umbilical cord blood stem cells,hematopoietic progenitor cells/hematopoietic stem cells,mesenchymal stem cells,endothelial progenitor cells,endothelial cells,myocardial cells,tissue engineering,seeded cells”,并限定文章语言种类为English。同时手工检索《干细胞生物学》专著,共检索到文献95篇。根据纳入标准最终纳入文献30篇。 结果与结论：脐带血干细胞是一种成体多能干细胞,富含造血干/祖细胞、间充质干细胞、内皮祖细胞、非限制性体干细胞等。相对于骨髓干细胞和外周血干细胞,脐带血干细胞来源丰富,获得更为容易,更为原始,分化增殖能力更强,排斥反应小,在体外可以分化为血管内皮细胞、心肌细胞等多种细胞。基于脐带血干细胞独特的生物特性、资源优势及在冠心病和缺血性心肌病的治疗上取得了一定的成果,为构建组织工程人工心脏的种子细胞来源提供可能,在心脏再生和组织工程人工心脏方面的应用展示了广阔的前景。     

脐血干细胞作为牙再生种子细胞的可行性

背景：近年来牙再生成为组织工程领域一项重要课题,但目前还没有最合适的种子细胞,迫切需要探索新的种子细胞。目的：综述脐血干细胞作为牙再生种子细胞的可行性。方法：应用计算机检索1998-01/2009-01 PubMed数据库相关文章,检索词为“tooth regeneration, seed cells, tissue engineering, umbilical cord blood,mesenchymal stem cells”,并限定文章语言种类为English。同时计算机检索1998-01/2009-01中国期刊网全文数据库、万方数据库、中文科技期刊全文数据库相关文章,检索词为“组织工程,种子细胞,间充质干细胞,脐带血,牙再生”,并限定文章语言种类为中文。共检索到文献40篇。结果与结论：各类种子细胞,如牙胚来源的成牙本质细胞,牙髓和乳牙来源的干细胞,以及第一腮弓来源的外胚层间充质干细胞都已经在基础研究中显示出了成牙分化潜能。但是,在临床实验中这些种子细胞很难获取。骨髓间充质干细胞虽然也显示出了成牙潜能,但是它们的分化能力随供体年龄的增长显著下降。脐血干细胞和骨髓间充质干细胞相比,拥有很多优势,并且呈现出典型的间充质干细胞的特点。所以,推测脐血干细胞可能被诱导成成牙细胞系,并且可能成为合适的牙再生的种子细胞来修复牙缺失。     

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，Sciencedirect 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。 关键词：组织工程皮肤；创伤修复；种子细胞；支架材料；静电纺丝 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.029     

种子细胞及支架材料在组织工程角膜构建中的应用**

背景：在眼科角膜移植在组织工程中有很好的应用前景,但理想的支架材料一直制约组织工程角膜发展。目的：分析各种子细胞、支架材料的应用,总结近年来组织工程角膜构建所取得的进展。方法：由第一作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI：2000/2010-10)和PubMed数据库(2000/2010-10),检索词分别为“组织工程,角膜移植”和“tissue engineering, corneal transplantation”。经计算机初检得到223篇文献,纳入与组织工程角膜研究进展、应用和体外构建的相关实验研究和综述,排除重复研究类文献,对33篇汇总分析。从种子细胞、支架材料、器官构建、临床应用等方面进行总结,对组织工程角膜的研究进展和未来发展进行探讨。结果与结论：结果表明,种子细胞和支架材料仍为组织工程研究的重点,由于眼免疫赦免现象和角膜的无血管特性,组织工程角膜移植将优于其他器官和组织的移植,成为能大量构建且易于移植的组织工程器官。目前,组织工程角膜构建已获得初步成功,但各类支架材料均存在一定缺点,寻找理想的支架材料是下一步的研究方向。     

种子细胞在膀胱重建中的研究进展

膀胱组织工程包括三大要素，即细胞支架、种子细胞和讯息因子，而种子细胞在构建组织工程化器官中有着不可替代的作用，是构建组织器官的基本原材料，选择一种既有良好组织相容性又容易获得的种子细胞成为器官重建工作成败的关键所在。目前常用的种子细胞有膀胱移行上皮细胞、膀胱平滑肌细胞、膀胱移行上皮和平滑肌混合细胞、骨髓间充质干细胞，其中后两种细胞较其他细胞更有优势。种子细胞目前存在的问题：①已分化完全的成熟细胞的来源有限和免疫排斥。②已分化完全的成熟细胞在分化培养过程中只能进行有限的分裂传代，如果达到传代的极限，细胞将衰老并死亡；此外还存在去分化问题。③如何将膀胱移行上皮和平滑肌混合细胞、骨髓间充质干细胞培养成正常膀胱仍需进一步分析。     

体内环境培养的小口径组织工程血管

背景：人造血管是临床组织修复领域广泛应用的重要器官,但小口径人造血管易于栓塞、难以长期保持通畅,而组织工程血管虽有永久替代作用,培养时间长,不符合血管修复的临床实际。寻找既能及时修复血管、恢复血运,又能在体内形成生物性血管保持长期通畅,是最理想的血管修复重建方法。 目的：观察以改性猪小肠黏膜下层组织为支架,在体内血流条件下培养小口径组织工程血管的可行性。 方法：自犬隐动脉分离出血管内皮细胞、平滑肌细胞,与胶原蛋白凝胶均匀混合,分别种植于小肠黏膜下层膜表面,包绕 3 mm聚乙烯管制成30个3层管状支架,植入犬股动脉缺损处进行桥接吻合为实验组;植入犬皮下组织为对照组。术后进行彩超、组织学检测评价血管的形成过程和免疫组化鉴定。 结果与结论：术后12周,实验组14个血管支架保持通畅,有明显的血管生物结构形成,种子细胞生长增殖良好,管腔有完整内皮细胞覆盖,平滑肌细胞形态、分布良好;对照组管腔结构不完整,种子细胞增殖弱,腔面无内皮细胞覆盖。结果表明通过体内组织工程技术可在血流条件下培养形成小口径组织工程血管。     

血管内皮祖细胞在组织工程皮肤构建中的意义

背景：血管内皮祖细胞可加速缺血部位的血管化。目的：综合分析血管内皮祖细胞加速组织工程皮肤血管化的方法和途径。方法：计算机检索中国期刊全文数据及PubMed数据库1999-09/2009-09相关文章,检索词为“血管内皮祖细胞,组织工程皮肤,血管新生,endothelial progenitor cell(EPC),tissue engineered skin,vascularization ”。纳入与血管内皮祖细胞与组织工程皮肤研究现状与发展密切相关文章,包括：①血管内皮祖细胞的生物学特性、动员方法及促进血管新生的可能机制。②组织工程皮肤的应用现状。③组织工程皮肤中血管内皮祖细胞的研究现状。结果与结论：血管内皮祖细胞是指特异性归巢于血管新生组织,并能分化增生为成熟内皮细胞的一群祖细胞。近年来大量的动物实验证实,通过移植体外培养的血管内皮祖细胞到肢体缺血部位,可以加速缺血部位的血管化。在心肌梗死方面已经进行了自体血管内皮祖细胞治疗心肌梗死的临床试验,使其临床应用逐渐成为可能。而目前构建的组织工程皮肤中缺少血管成分,严重影响人工皮肤中活细胞的存活及其功能实现,如何构建出含有血管的人工皮肤及加速人工真皮替代物血管化引起了广大的关注。应用血管内皮祖细胞促进组织工程皮肤血管化进而提高其成活率有重要的临床意义。     

不同浓度细胞种植脱细胞血管基质上构建组织工程血管

摘要 背景：前期研究表明制备的脱细胞血管基质适合平滑肌细胞和内皮祖细胞生长,但是共培养模型中细胞接种密度对血管基质上细胞覆盖率的影响尚不清楚。 目的：观察不同浓度度细胞种植在脱细胞血管基质上的生长情况。 方法：采用两步法进行细胞种植,先将不同细胞浓度血管平滑肌细胞种植在脱细胞血管基质上,培养3 d后再将不同浓度内皮祖细胞接种在平滑肌细胞-血管基质复合体上,构建片状组织工程材料,分别在内皮祖细胞种植后3 d、1周时间段获取标本,扫描电镜观察细胞在材料上的生长情况。 结果与结论：血管平滑肌细胞和内皮祖细胞在脱细胞基质表面生长良好。不同浓度细胞在基质上的排布不同;提高接种的浓度有利于在材料表面快速形成致密的细胞层。提示采用两步法以合适的浓度种植细胞于脱细胞基质上,可以构建组织工程血管。 关键词：内皮祖细胞;平滑肌细胞;组织工程血管;脱细胞血管基质;种植 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.47.010     

组织工程软骨缝合技术及缝合材料的研究与进展

背景：软骨组织的生理特征及其功能结构特点表面,其受损后自我康复较难,根据其受伤特点及受损区域可以进行相应缝合,但缝线材料的选择尤为重要,随着可吸收缝线材料的研制与运用,为软骨组织缝合技术的运用提供了更大保障。 目的：文章综述了软骨组织生理特征,医用缝合线材料研究进展及其运用情况,着重介绍了可吸收缝线的材料学特征及其临床运用效果,指导临床合理选择材料和对新材料进行开发或研制。 方法：应用计算机检索CNKI和PubMed数据库中1993-01/2011-01关于软骨损伤及医用缝线材料的文章,在标题和摘要中以“软骨;缝合线;材料”或“Cartilage; Seam; materials”为检索词进行检索。选择文章内容与缝线材料相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志文章。初检得到193篇文献,根据纳入标准选择30篇文章进行综述。 结果与结论：软骨的生理特征制约着自我修复的效果,一般认为较难恢复,所以大多采用切除手术,但切除手术后期效果不理想,应尽量保留软骨组织,同时研究发现软骨组织周边区域具有一定的自我修复功能,所以对于规则性裂伤进行缝合康复,后期效果较好。但又由于软骨组织特殊的功能结构及需体内手术,所以不可吸收缝合线很难避免二次伤害及手术效果不理想,可吸收缝合线的出现为软骨组织的缝合康复及其缝合技术的发展提供了更大可能和保障,随着缝合技术的进步及新型材料的研制成功,软骨缝合作为一种组织工程修复手段将会得到逐步运用和改良。     

Neuroma: a donor-age independent source of human Schwann cells for tissue engineered nerve grafts

Schwann cells are used in combination with biological matrices as tissue engineered nerve grafts in animal models offering a new therapeutic approach for treatment of lesions of the peripheral nervous system. A high yield of human Schwann cells from adult donors is only achieved by pharmacological stimulation, which should, however, be avoided in clinical therapy. Here, we establish cultures of activated human Schwann cells which were isolated from peripheral nerve neuroma which developed after a median nerve lesion. To allow nerve reconstruction neuroma have to be resected. Such neuroma tissue is virtually predegenerated and shows activation of Schwann cells, implying good adherence and high mitotic activity. This allows, irrespective of donor age, growing within a short time period and without any pharmacological treatment.     

软骨组织工程支架材料的胶原结构分析

背景：在软骨组织工程化组织培养过程中发现不同类型的胶原材料影响软骨细胞的分化与表达,胶原材料的来源、结构及性质的稳定性决定软骨组织工程研究的可靠性。目的：表征Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型胶原的结构,阐明用于软骨组织修复的不同类型的胶原材料的结构特点,指导软骨组织工程支架材料的选取。方法：取来自新生小牛皮的Ⅰ型胶原、来自成猪关节软骨的Ⅱ型胶原及来自新生小牛皮的Ⅲ型胶原,分别将3种胶原材料进行傅里叶变换红外光谱、示差扫描量热法、SDS-PAGE和苦味酸-天狼腥红染色分析,比较结构上的差异。结果与结论：新生小牛皮Ⅰ型和Ⅲ型胶原与成猪关节软骨Ⅱ型胶原具有相似的官能团,热变性温度分别是104.2 ℃、 99.7 ℃和92.5 ℃。SDS-PAGE分析Ⅰ型胶原中Ⅲ型胶原的百分含量为(11.29±0.91)%。苦味酸-天狼腥红染色显示Ⅰ型为红色和橙色的紧密排列的粗纤维,有很强的双折光;Ⅱ型胶原为红色的疏松的网状纤维;Ⅲ型胶原为绿色的疏松的细纤维。3种胶原的官能团结构和重要特征十分相似,但其高级结构有较大的差异,其相互关系的分析对软骨组织工程支架材料的选择和制备有十分重要的意义。关键词：支架材料;Ⅰ型胶原;Ⅱ型胶原;Ⅲ型胶原;软骨组织工程doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.03.002     

受损心肌组织工程修复材料的血管化

摘要 背景：心肌组织缺乏再生能力,受损后通过组织工程方法进行修复,而血管化在修复中起着重要作用。 目的：就受损心肌组织工程修复的支架材料设计、输送血管生长因子、体内预血管化和体外预血管化等方面的最新研究进展进行综述。 方法：以“Vascularization; Myocardium; Tissue Engineering; Regeneration Medicine”为检索词,应用计算机检索1995-01/2010-04 Sciencedirect数据库和Archive of Issues Nature数据库,检索到文献150篇,保留32篇进行分析。 结果与结论：支架的结构、成分和物理性质影响着血管化的速度以及新生血管的完整性和功能。合理添加各种不同的血管生成因子能加快血管化进程。目前的研究表明,体内预血管化是最高效的,但患者需要承受两次外科手术和部分血管缺失。体外预血管化技术风险小,但普通医院无法满足苛刻的培养条件。另外,有必要建立一种能模拟体内微环境并且没有异源物质的基质。直至今日,所有模型都只能达到微米级的厚度,离真正的临床治疗还有很远的差距。 关键词：心肌层;组织工程;血管化;血管生长因子;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.34.029     

组织工程化软骨细胞的定向诱导分化

背景：关节软骨损伤后几乎不能完全修复,在生理负荷下容易发生退行性改变,最终发展成骨性关节炎。因此,利用组织工程化软骨修复重建受损关节软骨为骨关节软骨疾病的治疗开辟了新的途径。 目的：全面了解生物特性与正常关节软骨相似的组织工程软骨的构建,明确目前软骨细胞定向诱导分化的研究进展。 方法：电子检索中国生物医学文献数据库和计算机Medline数据库1994/2009收录的组织工程化软骨细胞相关综述和论文报告,并分析其诱导种子细胞及调控途径的研究进展。 结果与结论：共纳入软骨细胞定向诱导分化相关文献27篇。软骨细胞基质中的生长因子,通过不同的细胞信号通路在软骨生长分化中发挥重要作用,同时周围环境因素也影响诱导分化的结果,但目前对于各个信息通路之间的联系及相互关系尚不完全明确。构建组织化软骨的支架材料也有待进一步发展。