人组织工程软骨的实验研究

目的　了解组织工程研究的基本原理 ,完善制作组织工程化人软骨的技术方法 ,探讨天然可吸收材料组织 ,引导再生胶原膜作为人软骨细胞体外培养支架的可行性 ,为广泛开展组织工程的研究与应用开辟新的途径。方法　利用组织工程技术制作人组织工程化软骨 ,并应用组织学方法 ,对获得的人组织工程化组织形态和功能进行表征。结果　培养的软骨细胞均匀沉降于医用组织引导再生胶原膜上 ,1周后形成一层乳白色软骨样组织 ;植入 8周后从裸鼠体内获得软骨样组织 ,组织学检测证实软骨细胞的存在 ,软骨细胞可以分泌硫酸软骨素。结论　医用组织引导再生胶原膜以其特有的三维结构和细胞网结功能 ,可以作为组织工程技术应用研究中软骨细胞培养的支架 ;利用组织工程技术 ,能够完成人组织工程化软骨的制作。     

软骨组织工程种子细胞的研究进展

利用软骨细胞与可降解生物材料,在体外构建透明软骨,进而移植修复关节软骨损伤,是软骨组织工程学研究的重要内容。体外构建透明软骨已取得成功,动物体内实验也取得阶段性成果。但仍存在不少问题,如软骨细胞在体外培养时的表型失分化及功能老化,以及难以在短期内获得足够量的软骨细胞。这些都直接制约着软骨组织工程的发展,限制了其临床应用。许多学者从不同方面就此进行了大量研究,取得了一定进展。     

聚磷酸钙纤维／左旋聚乳酸软骨支架复合自体骨髓间充质干细胞构建组织工程化人工关节软骨

目的：应用组织工程学技术,体外初步构建组织工程化人工关节软骨。方法：制备三维多孔软骨支架材料CPP／PLLA,体外诱导兔MSCs向软骨细胞表型分化,免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达,将诱导细胞与软骨支架材料CPP／PLLA复合,体外培养构建人工关节软骨,1周后终止培养,扫描电镜观察组织工程化人工软骨的微观结构;同时将构建人工软骨移植于兔大腿皮下,3周后处死动物,甲苯胺蓝染色观察。结果：扫描电镜观察可见该复合材料CPP／PLLA为高孔隙率的网状、连通、微孔结构,微孔分布均匀,孔径大小为300～400μm之间;兔MSCs经体外软骨表型定向诱导后,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。诱导后的MSCs可在支架材料内良好贴附生长,细胞被分泌的胶原基质包裹;从体内获取的培养物组织切片观察可见大量的软骨细胞生成,甲苯胺蓝染色阳性。结论：经软骨起源诱导后的MSCs与CPP／PLLA复合培养可以构建自体软骨移植的替代物,为应用软骨组织工程方法修复关节软骨缺损和功能重建提供一种新材料,具有较大的潜在应用价值。     

软骨细胞混合液态胶原铸型成组织工程化软骨

我们通过将浓缩后的液态胶原一软骨细胞复合液注入到铸模中,经体外培养,构建组织工程化透明软骨样组织。     

聚磷酸钙纤维和左旋聚乳酸软骨支架复合自体骨髓间充质干细胞构建组织工程化人工关节软骨

目的应用组织工程学技术，体外初步构建组织工程化人工关节软骨。方法制备三维多孔软骨支架材料CPP／PLLA，体外诱导兔MSCs向软骨细胞表型分化，免疫组织化学染色检测软骨特异性Ⅱ型胶原表达，将诱导细胞与软骨支架材料CPP／PLLA复合，体外培养构建人工关节软骨，1周后终止培养，扫描电镜观察组织工程化人工软骨的微观结构；同时将构建人工软骨移植于兔大腿皮下，3周后处死动物，甲苯胺蓝染色观察。结果扫描电镜观察可见该复合材料CPP／PLLA为高孔隙率的网状、连通、微孔结构，微孔分布均匀，孔径大小为300～400Ⅳn之间；兔MSCs经体外软骨表型定向诱导后，Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。诱导后的MSCs可在支架材料内良好贴附生长，细胞被分泌的胶原基质包裹；从体内获取的培养物组织切片观察可见大量的软骨细胞生成，甲苯胺蓝染色阳性。结论经软骨起源诱导后的MSCs与CPP／PLLA复合培养可以构建自体软骨移植的替代物，为应用软骨组织工程方法修复关节软骨缺损和功能重建提供一种新材料，具有较大的潜在应用价值。     

腺病毒介导TGF-β1及BMP-7基因共表达感染骨髓基质干细胞修复兔关节软骨缺损

目的探讨腺病毒介导转化生长因子β1(TGF-β1)及骨形成蛋白7(BMP-7)基因共表达感染对骨髓基质干细胞(MSCs)增殖和定向分化的影响,观察其构建组织工程化软骨对关节软骨缺损的修复质量和疗效。方法以腺病毒AdEasy为基因转移载体,制备携带TGF-β1和BMP-7基因的高滴度腺病毒感染兔MSCs,利用外源性基因编码的生长因子诱导其表达软骨细胞表型,通过免疫细胞化学、原位杂交、RT-PCR及己糖醛酸水平检测等方法鉴定。再将其与骨基质明胶(BMG)支架相复合体外构建组织工程化软骨,移植修复同种异体兔关节软骨缺损并进行形态学和组织学观察及修复结果分析。结果腺病毒感染MSCs后免疫细胞化学染色和RT-PCR可检测出外源基因及其编码蛋白的表达,通过原位杂交可检测出Ⅱ型胶原蛋白基因表达,细胞培养液中己糖醛酸水平明显升高。将其复合于骨基质明胶上,经组织染色和电镜观察可见前体软骨细胞贴附于BMG表面和孔隙内大量增殖,在体移植修复实验组新生组织为类透明软骨,修复效果明显优于各对照组。结论MSCs经携带TGF-β1和BMP-7基因的腺病毒感染后,体外能向软骨细胞作定向分化,可用于制备组织工程化软骨,使提高关节软骨缺损的修复质量成为可能。     

力学因素对软骨生物学性状的影响及在组织工程中的应用

力学刺激对软骨细胞的增殖及功能状态有明显的促进作用。体外构建组织工程化软骨过程中的力学刺激可加速软骨组织形成与成熟,有利于诱导骨髓基质干细胞向软骨细胞的定向分化。本文兢这些方面内容进行综述。     

力学生物学因素对功能性组织工程化关节软骨构建的影响

组织工程学的发展为关节软骨损伤的修复带来了新契机.在功能性组织工程化关节软骨构建过程中,力学生物学(包括力学刺激、信号转导通路和细胞受力后反应)因素显得尤为重要.目前实验中常用的力学刺激种类主要包括直接压缩负荷和流体静力压,其中直接动态压缩负荷和间歇性流体静力压因促进软骨细胞基质合成,现已成为功能性关节软骨构建的主要研究手段.近年来,关节软骨细胞力学信号转导通路成为许多研究的热门话题,从整合素α5β1力学信号转导复合物途径到丝裂原活化蛋白激酶途径,在深入认识原有力学信号因子的同时,各种新信号因子也不断发现.作为一门新兴学科,力学生物学技术要实现功能性组织工程化关节软骨的成功构建,仍需进一步研究.     

同种异体软骨细胞与自体骨髓基质干细胞混合共培养构建软骨皮下移植的可行性研究

背景：软骨组织工程的种子细胞问题是目前研究的热点和难点,如何找到一种既能够避免对自体软骨进行取材又能够达到稳定软骨构建目的的方法呢？本研究尝试利用少量同种异体羊软骨细胞作为软骨诱导微环境提供者,与扩增后的羊自体BMSC混合共培养并植入皮下环境,探讨利用同种异体软骨细胞共培养构建软骨皮下移植的可行性。方法：本实验对山羊软骨细胞和BMSC分别进行取材和分离培养扩增,并将以上细胞分为以下四组进行混合并接种在PGA支架材料上：A组：100%自体软骨细胞;B组：30%自体软骨细胞＋70%自体BMSCs;C组：30%同种异体软骨细胞＋70%自体BMSCs;D组：100%同种异体软骨细胞。经过体外构建6周后植入羊皮下进行体内构建12周,对所形成的组织块进行大体观察和组织学染色等评价。结果：自体软骨细胞组和自体软骨细胞混合自体BMSC组皮下移植后可见成熟软骨组织形成,但同种异体软骨细胞参与的两组（包括同种异体软骨细胞混合自体BMSC的实验组和单纯异体软骨细胞组）在皮下环境中都因为较强的免疫反应未能形成软骨组织。结论：同种异体软骨细胞以及PGA支架材料的存在对于组织工程软骨在羊皮下环境的构建有负面影响。     

兔阴囊原位构建组织工程化睾丸假体的实验研究

目的探讨以HDPE-PGA复合支架接种兔耳软骨细胞后,于兔阴囊原位内构建组织工程化睾丸假体的可能性。方法取成年兔耳软骨分离培养软骨细胞,制备HDPE-PGA复合支架,细胞-支架复合物体外培养2w。摘除单侧兔睾丸后即时将经体外培养的细胞-支架复合物植入阴囊原位,术后3m将兔处死取材。单纯支架植入为对照组。标本行大体观察、组织学、组织化学、免疫组化、GAG含量检测。结果实验组取材标本经检测具有预制形态与体积,有新生软骨组织产生,软骨组织呈岛状分布,其间有不同程度的纤维组织长入及炎性细胞浸润。对照组无软骨形成。结论兔阴囊原位内构建组织工程化睾丸假体具有预制形态与体积、结构与组织学形态良好。     

增强型绿色荧光蛋白表达在同种异体组织工程软骨构建中的示踪作用

目的 观察重组逆转录病毒载体转染的软骨细胞能否形成同种异体组织工程化软骨并示踪构建过程，方法 利用重组逆转录病毒载体转染的软骨细胞和组织工程材料pluronicF-127复合物构建兔同种异体组织工程软骨，荧光显微镜和激光共聚焦显微镜观察其构建过程。结果 重组逆转录病毒载体转染的软骨细胞能形成组织工程软骨，增强型绿色荧光蛋白（EGFP）在3周和6周后均得到了明显表达，且未影响软骨组织的形成过程，结论 重组逆转录病毒载体转染的软骨细胞能形成组织工程软骨，EGFP是组织工程化软骨形成过程的良好示踪剂，且不影响组织的形成。     

以β-磷酸三钙多孔陶瓷为载体建造组织工程化人工软骨

目的 通过将软骨细胞接种到三维多孔β－磷酸三钙（β－TCP）陶瓷支架材料上,探讨以β－TCP为载体建造组织工程化软骨的可行性。方法 将β－TPC多孔陶瓷加工成圆片状,并将其作为构建人工软骨的细胞支架。在支架材料上接种从兔关节软骨分离的软骨细胞,将细胞－陶瓷复合体置于旋转细胞培养系统（RCCS）内,培养1周后,将其移植到裸鼠背部皮下。植入术后4,8,16周取材,进行大体观察、组织学及组织化学等观察。结果 复合体体内移植后,在裸鼠皮下有新生软骨形成,形成的软骨基本保持了支架材料原有形态。结论 β－TPC多孔陶瓷是软骨细胞较适宜的贴附基质,以其为支架能够在体内建造出具有精确解剖形状的人工软骨。     

骺板软骨细胞复合三维支架体外构建组织工程软骨的研究

目的探讨将骺板软骨细胞复合三维支架经体外培养,构建组织工程软骨的效果及其生物学特点. 方法将3周龄幼兔第1代骺板软骨细胞与液态的生物凝胶混合,接种于聚磷酸钙纤维/L-聚乳酸(CPPF/PLLA)三维支架材料,构建组织工程软骨组织块,连续培养4周.行大体、倒置显微镜及组织学、Ⅰ型和Ⅱ型胶原免疫组织化学光镜观察,定量检测硫酸糖胺多糖(GAG)含量. 结果构建的组织工程软骨块在培养过程中能保持其初始外形,种子细胞呈稳定的三维均相分布,外观逐渐呈乳白色、半透明,硬度亦不断增加.培养1周有软骨细胞陷窝形成,2周后形成富含Ⅱ型胶原和蛋白聚糖、具有典型软骨组织结构的工程化软骨,且Ⅰ型胶原逐渐转为阴性.4周时构建软骨的组织结构与天然骺板软骨相类似,硫酸GAG含量平均为天然骺板软骨的34%以上. 结论骺板软骨细胞复合三维支架体外培养可生成典型软骨,且可形成类似天然骺板软骨的组织结构,能满足修复骺板缺损的基本要求.体外培养1～2周可能是植入体内修复骺板缺损的较佳时机.     

兔髂骨骺板软骨细胞体外构建骺板样软骨组织

目的　利用组织工程学技术体外构建骺板样软骨组织。方法　从 4～ 5周龄兔髂骨骺板软骨处获取软骨细胞 ,在离心管内轻微离心后 ,体外培养。行组织学观察。结果　培养至第 7天时 ,细胞呈现定向分化 ,形态与体内骺板软骨细胞相类似 :肥大软骨细胞体积较大、呈圆形或椭圆形 ;增殖、成熟软骨细胞体积小 ,呈圆形或扁圆形 ;细胞周围充满大量的细胞外基质。这些不同分化阶段的细胞形成了分化区带 ,肥大软骨细胞位于上侧 ,增殖、成熟细胞位于中间 ,其次是散在静止软骨细胞。培养第 14天 ,分化区带更加明显 ,增殖、成熟细胞和肥大软骨细胞呈现纵向定向排列。培养第 2 1天 ,组织表面出现膜样的结构。结论　体外构建的骺板样软骨组织与天然骺板的组织学形态极为相似。从髂骨处骺板处获取肥大软骨细胞进行体外构建骺板软骨材料 ,更具有临床实用性     

自体骨膜移植治疗关节软骨损伤的研究现状

关节软骨损伤修复大致分两类，即内源性修复和外源性修复。内源性修复也称骨髓刺激术，外源性修复包括生物移植和组织工程化关节软骨，前者包括骨膜、软骨膜移植，软骨细胞移植和骨-软骨移植；后者是体外构建种子细胞-载体复合物注入缺损区或者利用种子细胞悬液注入缺损区再用骨膜或软骨膜覆盖封闭软骨缺损的开口。两者均涉及到骨膜的成软骨作用。骨膜移植应用于临床治疗软骨损伤已有近20a历史，它有取材方便、对机体损害小等特点，但存在许多影响因素，限制了它的应用。本文就骨膜移植治疗关节软骨损伤的现状作一综述。     

利用一种新型的组织工程室在体内构建组织工程软骨

目的 探讨应用一种新型的组织工程室(tissue-engineering chamber)在具有免疫活性的动物体内构建组织工程软骨的可行性.方法 切取新西兰雄性大白兔耳廓软骨,体外构建:(1)软骨细胞-胶原凝胶复合物;(2)软骨细胞-PLGA-胶原凝胶复合物,将复合物置入组织工程室内,再植入实验兔背部皮下;对照组无组织工程室,直接将复合物植入同一实验兔背部皮下.术后8周进行大体形体观察、组织学及免疫组织化学染色、反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)检测.结果 大体形态、组织学及免疫组织化学染色、RT PCR检测结果显示,在实验兔背部皮下组织工程室内,构建的软骨细胞-支架复合物均形成了软骨样组织;而直接植入实验兔背部皮下的复合物最终消失或者形成一纤维化的结节.结论 在具有免疫活性的动物体内,应用自主研制的新型多孔硅橡胶组织工程室内微环境成功构建了自体工程化软骨组织,为软骨组织工程技术过渡到临床应用提供了理论依据.     

组织工程软骨的体外实验研究

目的 :研究软骨细胞在纤维胶内体外生成组织工程化软骨的可行性。方法 :将 4 - 10× 10 7cells/mL细胞 /毫升的软骨细胞植入纤维胶 ,在体外培养 2个月后进行组织学、免疫组织化学分析。结果 :细胞在纤维胶内产生大量的软骨特异性Ⅱ型胶原和蛋白多糖。结论 :纤维胶内的软骨细胞可在体外培养的环境下生成大量透明软骨基质。     

软骨细胞膜片修复山羊气管的实验研究

目的探讨软骨细胞膜片技术构建的组织工程软骨,修复大型哺乳动物气管缺损的方法。方法取6头山羊耳廓软骨细胞为种子细胞,利用细胞膜片技术构建软骨组织。膜片体外培养6周,回植到动物腹部皮下;3例在皮下埋置8周后包裹于硅胶管上,移植到颈旁进行再血管化和塑形,8周后带肌肉蒂修复气道缺损(带蒂移植组);另3例在皮下埋置16周后,直接用于气道缺损修复(游离移植组)。动物气管缺损范围均为3个气管环长的全段缺损。结果所有膜片在体外培养6周后,均能形成较为成熟的软骨样组织。带蒂移植组在皮下埋置8周后能形成成熟软骨组织,移植到颈旁肌肉能成功再血管化和塑形。气管缺损修复术后,带蒂移植组均能带T型管长期存活(14周),但拔出T型管后均在2周内死亡。取材时发现,带蒂移植组修复段组织工程软骨仍然存活,并在相应部位维持了很好的管壁外形,但是没有软骨外壁的部位发生明显塌陷;内壁结缔组织增生严重,阻塞管腔。游离移植组在皮下埋置16周后,也形成了成熟软骨组织。移植修复后,在T型管存在的情况下,均在术后2周内死亡。取材发现,修复段气道均发生了严重的组织坏死感染,并波及周边组织;组织学观察仅能发现少数散在的组织工程软骨组织。结论软骨细胞膜片技术是稳定可靠的组织工程软骨构建方法;在气道复杂环境中,游离移植的软骨补片会在短时间内发生坏死;带蒂移植能保证修复段组织的存活,但是完整的软骨外壁和内壁提前(或尽快)上皮化是修复成功的关键。     

间充质干细胞成软骨分化相关研究进展

软骨细胞移植疗法已成功应用于软骨损伤修复和软骨组织工程研究,但软骨细胞取材有限,因此探索软骨细胞替代物成为研究热点。间充质干细胞具有分化为骨、软骨等组织的潜能,在软骨损伤、骨关节炎修复及软骨组织工程等方面起着重要作用。该文就间充质干细胞成软骨分化相关研究进展作一综述。     

构建带内支撑组织工程软骨的实验研究

目的探讨以医用多孔高密度聚乙烯(Medpor)为内支撑外裹聚羟基乙酸(PGA)的支架,接种软骨细胞后,于体内构建Medpor软骨复合体的可能性。方法实验组:以直径3mm的Medpor外裹2mmPGA为支架,接种新生猪关节软骨细胞(5×107/ml),经体外培养2周及裸鼠皮下移植6周后取材,行大体、组织学、Ⅱ型胶原免疫组织化学和生物化学检测;PGA对照组:以直径8mm的单一PGA为支架,细胞接种与培养同实验组;单纯支架组:利用实验组支架,不接种细胞行体内移植。结果实验组:形成大体形态良好的Medpor-软骨复合体,内部的Medpor与外层软骨结合紧密,组织学可见成熟软骨陷窝并渗入Medpor孔隙内部、异染基质、Ⅱ型胶原表达阳性;PGA对照组:形成的软骨存在"空心"现象;单纯支架组:无软骨形成。结论利用Medpor与PGA复合的支架,接种软骨细胞后,可于体内构建出特定形状、结构与组织学良好的Medpor软骨复合体,克服了组织工程软骨的"空心"现象。