组织工程学的建立与发展

组织工程学(tissue engineering)是一门将细胞生物学和材料学相结合进行体外或体内构建组织或器官的新兴学科.其基本原理为从机体获取少量的活体组织,用特殊的酶或其它方法将细胞(又称种子细胞)从组织中分离出来并在体外进行培养扩增,然后将扩增的细胞与具有良好生物相容性、可降解和可吸收的生物材料按一定的比例混合,使细胞粘附在生物材料上形成细胞-材料复合物.将该复合物植入机体的组织或器官病损部位,随着生物材料在体内逐渐被降解和吸收,植入的细胞在体内不断增殖并分泌细胞外基质,最终形成相应的组织或器官,达到修复创伤和重建功能的目的.生物材料支架所形成的三维结构不但为细胞获取营养、生长和代谢提供了一个有利的空间,也为植入的细胞分泌细胞外基质并最终形成相应的组织或器官提供了一个良好的环境[1,2].组织工程的发展提供了一种组织再生的技术手段,将改变外科传统的"以创伤修复创伤"的治疗模式,迈入无创修复的新阶段.同时,组织工程的发展也将改变传统的医学模式,使得再生医学得以进一步的发展并最终用于疾病的临床治疗.     

细胞衍生的细胞外基质支架在骨科组织工程的研究进展

[目的]对细胞衍生的细胞外基质支架在骨科组织工程中的应用及制备细胞衍生的细胞外基质支架的方法进行综述。[方法]查阅近年国内外相关文献,总结细胞衍生的细胞外基质支架在骨科组织工程中的研究进展,对细胞衍生的细胞外基质脱细胞方法进行归纳和分类。[结果]近年来细胞衍生的细胞外基质支架在来源细胞、培养条件和脱细胞方法等方面有了一些进展,但仍然没有统一的标准。[结论]目前来看,细胞衍生的细胞外基质在骨科组织工程中有很大的应用价值,是很有希望的研究方向。     

不同性状脂肪脱细胞基质的制备及研究进展

近年来,组织工程作为一种新兴的治疗手段在整形和修复重建中的应用越来越受到临床和基础研究的重视。然而,目前常见的支架存在可塑性低或生物相容性差等缺点,寻求一种理想的支架材料仍是目前研究的热点和难点。脂肪组织脱细胞外基质（Decellularized adipose tissue,DAT）是指脂肪组织通过一系列脱细胞处理后得到的无细胞提取物,可模拟天然脂肪细胞外基质的特性,具有良好的生物相容性及可调节性,有望作为新型的组织工程支架应用于整形和修复重建等领域。本文将从DAT的特点、不同性状脱细胞基质的制备方法及研究进展等方面进行综述。     

小肠粘膜下层用作组织工程支架材料研究进展

小肠粘膜下层作为无细胞的天然细胞外基质,具有良好的组织相容性、异基因移植无免疫原性,使用安全性强,其生物力学性能适合用作组织工程的支架材料。其应用研究已有所开展,更广泛的临床应用有赖于进一步研究。     

组织工程皮肤概况及其在化妆品检测中的应用进展

组织工程皮肤是通过培养功能细胞,将其与细胞外基质和适当的支架材料相互作用,构成的具有生物活性的人工皮肤替代物。本文简要介绍了构成组织工程皮肤的种子细胞及支架材料,并对其在化妆品腐蚀性安全性,化妆品刺激性安全性,化妆品成分的经皮吸收及致突变性,化妆品光毒性和化妆品抗衰老功效等检测应用方面的研究进展进行综述。     

力学因素在体外构建组织工程化软骨中的应用

力学因素是软骨组织工程中的重要影响因素之一。近年来的研究表明,力学作用可以刺激细胞外基质的分泌,改变三维支架上培养的软骨细胞的新陈代谢,从而促进软骨组织的生长与重建。本文就力学因素对软骨细胞增殖分泌的促进、力学刺激的传导机制及生物反应器在软骨组织工程中的应用等方面做一综述。     

组织工程技术阴茎功能修复重建的研究

组织工程技术重建阴茎结构与功能是近年来男科学和重建外科学研究的热点。早期的研究多集中在组织工程阴茎海绵体构建方面,体外将平滑肌细胞和内皮细胞接种至聚乙醇酸(PGA)或脱细胞海绵体基质材料上,通过复合培养和体内回植,所构建的组织工程海绵体在形态与功能方面均接近正常阴茎海绵体组织。组织工程阴茎假体采用自体软骨细胞和可降解生物材料复合构建而成,与硅胶假体相比,它具有更好的生物相容性。各种脱细胞基质被用于阴茎白膜替代和阴茎增粗手术中,取得了良好的效果。在勃起功能障碍的治疗方面,携带功能性基因的细胞移植显示了良好的治疗前景。     

组织工程研究与开发进展

目的　从材料科学角度出发 ,探讨组织工程修复和重建组织缺损的方法 :如骨髓基质干细胞 (MSCs)、生长因子、基因治疗及组织工程等。方法　重点查阅近期有关组织工程发展动向的文献 ,介绍组织工程技术进展。结果　组织工程应解决分子支架的设计与制备、组织血管化和细胞在支架上进行体外动态培养问题。结论　生物材料在组织工程中发挥重要作用 ,它们能用作骨髓基质干细胞、生长因子释放载体、细胞在生物反应器中的培养支架和表达生长因子的基因释放载体     

生物陶瓷作为骨组织工程支架材料的研究进展

组织工程支架材料是组织工程研究的重要内容之一.骨组织工程模拟了自体骨移植的骨形成过程,支架材料、种子细胞、生长因子构成了骨组织工程的三要素.在构建组织工程骨的过程中,自体骨髓基质干细胞作为骨种子细胞,支架材料提供细胞外基质和机械支持,生长因子能诱导骨髓基质干细胞向成骨方向发展.     

组织工程细胞外基质材料研究进展

目的综述细胞外基质(extracellular matrix,ECM)材料在组织工程中的研究现状及临床应用进展。方法查阅近年来国内外ECM材料制备方法、生物相容性、生物力学特性、可降解性能和临床应用等方面的相关文献,并进行分析总结。结果 ECM制备方法的改进和免疫特性认识的深入,为其用于组织的修复重建奠定了一定基础。一系列动物实验研究表明了小肠黏膜下层、膀胱ECM、脱细胞真皮等ECM材料应用于尿道、膀胱、动脉、皮肤等组织器官修复重建的可行性和有效性,显示其具有广阔的临床应用前景。结论 ECM材料是一种良好的生物衍生支架材料,有望成为组织修复重建中替代材料的重要来源。     

毛囊干细胞与创面愈合研究进展

目前临床上广泛借助各种技术,包括自异体皮,培养的皮肤细胞和胶原基质制作组织工程皮肤等,用以治疗溃疡、创伤以及大面积烧伤.创面愈合除表皮覆盖外,另一问题就是皮肤附件结构的重建.     

椎间盘组织工程种子细胞及细胞支架研究进展

临床上对椎间盘组织早期退变尚无有效的治疗手段。椎间盘组织工程是以细胞为核心的移植工程,其核心内容包括椎间盘种子细胞、可供细胞贴附生长的细胞支架或细胞外基质成分、用于促进组织再生的生长因子。种子细胞与细胞支架是椎间盘组织工程构建的起始和关键,相关研究尚处于初期阶段。该文就其研究进展作一综述。     

骨形态发生蛋白在骨组织工程中的应用

组织工程通过种子细胞、支架材料和细胞外基质复合生长而产生新的组织器官,作为细胞外基质之一的生物活性蛋白因子是其重要组成部分,是骨组织工程达到最佳构建的重要因素,同种子细胞、支架材料及其他细胞生长因子密切相关.目前各种生物活性蛋白因子中骨形态发生蛋白(BMP)是应用于骨组织工程最多的生物活性因子,而BMP-2和BMP-7又是其中最为常用的,通过基因技术将BMP基因转染到种子细胞内持续发挥作用是其应用的主要趋势.另外,与支架材料及其他生物活性因子的相互作用,也使其成功地应用于骨组织工程的多个方面.     

汗腺发生过程中细胞外基质成分的组织化学变化

由于汗腺组织的毁损,大面积深度烧伤后创面修复均无排汗功能.表皮干细胞是皮肤及其附属器发生、修复、改建的关键性源泉[1].因此,我们设想模拟汗腺的发生,通过调控表皮干细胞的分化方向而重建汗腺,可能是重建汗腺的唯一途径.细胞外基质作为一功能活性区域,与细胞的分化紧密相关[2].我们通过汗腺发生过程中几种主要细胞外基质变化规律的观察,试图探明汗腺发生与细胞外基质间的最佳相关性,为诱导表皮干细胞定向分化为汗腺细胞提供依据.     

心肌组织工程支架材料研究进展

目的对心肌组织工程支架材料的研究现状与存在问题进行综述,并展望其前景。方法广泛查阅近年来有关心肌组织工程支架材料的文献,并进行综述。结果作为组织工程中的三大要素之一,合适的支架材料对种子细胞的生长和分化具有重要意义;在心肌组织工程领域,生物支架材料和人工合成支架能够通过其内的活性成分仿生细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的结构和功能特点;随着去细胞技术的不断更新,自然源性的ECM已经表现出巨大优势。结论采用复合支架原理,利用计算机和纳米高分子技术等高科技,结合传统心肌组织工程支架生物材料,对生物材料进行表面修饰,有望为心肌组织工程提供较理想的支架材料。     

软骨细胞外基质源性取向支架与骨髓基质干细胞体外软骨组织工程的初步研究

目的 制备关节软骨细胞外基质源性取向支架,观察其对体外培养的骨髓基质干细胞分布排列的影响,探索其用于修复关节软骨缺损的可行性.方法 收集天然猪关节软骨,在PBS溶液中超微湿法粉碎关节软骨,利用差速离心收集细胞外基质悬液;低温超速离心收集沉淀,制备成2%～3%悬液;采用定向结晶与冷冻干燥技术制备取向支架,应用紫外交联及碳化二亚胺交联.光学显微镜及扫描电镜观察支架的形态结构,冰冻切片后组织化学染色对支架进行定性分析;生物力学方法检测支架的力学特性.分离培养兔骨髓基质干细胞,PKH26标记,接种到支架上体外软骨诱导培养,倒置荧光显微镜及扫描电镜观察培养3 d内种子细胞在支架内的黏附、分布及排列方式.结果 制备的支架材料具有垂直取向排列的孔道结构,软骨细胞外基质特异性染色阳性,纵向压缩弹性模量为(2.02±0.02)MPa,横向压缩弹性模量为(0.264±0.16)MPa,具有各向异性的力学特点.体外培养显示骨髓基质干细胞广泛均匀地分布在支架内部,并且在支架材料表层呈平行排列,深层呈柱状排列,类似于天然软骨组织中细胞的排列方式.结论 以关节软骨细胞外基质材料制备的取向性组织工程支架,在生化组成和结构上仿生天然关节软骨细胞外基质,是一种较为理想的软骨组织工程支架.     

可吸收脱细胞猪主动脉基质构建人工食管的实验研究

目的探讨应用可吸收脱细胞猪主动脉基质制备人工食管进行食管替代的可行性.方法应用胰酶、Triton X-100制备脱细胞猪主动脉基质.切除实验犬5 cm颈段食管,用两片脱细胞猪主动脉基质缝制的人工食管进行重建,观察存活情况和愈合过程.结果6只实验犬无死亡,发生吻合口瘘1只,1只在行内镜下扩张治疗时新生食管破裂死亡.病理结果显示术后2周时有疏松结缔组织及大量新生血管形成,4周时大部分人工食管被食管黏膜上皮覆盖,镜下见黏膜上皮细胞约5～8层,12周时上皮细胞分化至8～10层,有黏膜下腺体结构及肌肉组织.原人工食管大部分已吸收,无法用肉眼分辨人工和正常食管.结论可吸收猪胸主动脉脱细胞血管基质可作为理想的代食管材料,能较好诱导组织的再生,有较好的应用前景.     

脱细胞鱼皮基质作为新型组织工程支架的研究进展

目的分析脱细胞鱼皮基质作为新型组织工程支架材料的最新研究进展,讨论该材料用于医学临床的可行性及风险管理。方法基于对脱细胞鱼皮基质研究最新进展的广泛调研,综合分析其研发、应用现况,提出应重点关注的关键问题。结果脱细胞鱼皮基质作为新型细胞外基质有巨大的临床应用潜力,但我国在该领域的研究几乎空白,国外对该类产品的转化医学研究刚刚兴起,主要集中于人工皮肤、外科补片、创伤敷料等方面。结论脱细胞鱼皮基质作为组织工程支架新产品的开发具有良好的临床可行性和必要性,但作为新策略、新产品尚需进行大量的应用基础研究。     

脱细胞血管基质和间充质干细胞构建组织工程血管

目的 探讨利用异种脱细胞血管基质和间充质干细胞体外构建小口径血管移植物的方法.方法 采用去垢剂和胰蛋白酶去除猪髂动脉血管壁的细胞成分,对脱细胞基质进行组织学、力学检测及孔隙率评估.分离培养犬骨髓问充质干细胞,种植到脱细胞基质上,并进一步在搏动性生物反应器内培养,采用HE染色和扫描电镜对构建的组织工程血管进行检测.结果 脱细胞处理后,猪髂动脉的细胞成分完全去除,细胞外基质保存完好,力学强度轻度下降;脱细胞基质的孔隙率为94.9%.间充质干细胞能够种植到脱细胞基质上,在剪切力的作用下细胞基本融合,高度伸长并且其排列与流体的方向一致.结论 小口径血管移植物可以通过将间充质干细胞种植到异种脱细胞血管基质并在搏动性生物反应器内培养的方法进行构建.     

骨组织工程中细胞外基质材料的选择

成骨细胞种植的细胞外基质材料的选择是骨组织工程研究中的关键环节 ,也是限制骨组织工程研究进一步发展的主要因素之一。理想的骨组织工程细胞外基质材料的要求有[1,2 ] :( 1)良好的生物相容性 :除满足生物医用材料的一般要求 ,如无毒、不致畸等之外 ,还要利于种子细胞粘附、增殖 ,降解产物对细胞无毒害作用 ,不引起炎症反应 ,甚至利于细胞生长和分化。 ( 2 )良好的生物降解性 :基质材料在完成支架作用后应能降解 ,降解率应与组织细胞生长率相适应 ,降解时间应能根据组织生长特性作人为调控。 ( 3)具有三维立体多孔结构 :基质材料可加工成…