可降解组织工程骨材料及其血管化研究:问题与应用前景

背景:利用可降解组织工程骨材料治疗骨缺损是目前的最佳选择,如何保证材料充分地血管化已成为骨组织工程从基础研究向临床应用过渡的关键性问题。目的:综述可降解组织工程骨材料及促进其血管化的方法。方法:由第一作者检索PubMed数据库及PMC数据库1993至2013年有关可降解组织工程骨材料及促进其血管化方法的文献,检索词为degradable materials;bone tissue engineering;angiogenesis;vasculogenesis;osteogenesis。结果与结论:目前常用的可降解组织工程骨材料包括合成高分子材料、镁合金、生物活性玻璃、钙磷盐陶瓷及其复合物。可从支架构建,生长因子、内皮祖细胞的应用,细胞共培养、显微外科技术支持等方面促进组织工程骨材料血管化。虽然血管化组织工程骨研究取得了很大发展,但仍然存在诸多不足。相信随着血管形成机制及分子基础研究的深入、改进材料的结构性能、控释生长因子及提高其协同作用能力、优化种子细胞混合培养及提高显微外科技术,血管化组织工程骨将具有日益广阔的前景。     

组织工程膀胱支架材料:应用现状及血管化策略

背景:随着组织工程膀胱研究的日益改进,组织工程膀胱组织在植入体内后的血管化问题,引起了构建组织工程膀胱者的极大关注。目的:结合近年来的相关文献,就组织工程膀胱支架材料的选择、设计与应用,支架材料植入体内后的血管化问题作一综述。方法:由第一作者应用计算机检索Pub Med数据库2000年1月至2014年9月的相关文章,检索词为"tissue engineering, bladder, biomaterials/scaffolds, vascularization";同时检索中国期刊数据库2000年1月至2014年9月的相关文章,检索词为"组织工程,膀胱,支架材料,血管化",选择文章内容与生物支架材料在组织工程膀胱中的应用及组织工程膀胱血管化相关。结果与结论:组织工程膀胱中目前采用的支架材料主要包括天然生物材料和人工合成聚合物两大类。当前膀胱组织工程研究最主要的目标仍然是:制备接种细胞的最佳支架,确定干细胞的最佳来源,探索干细胞最优分化方式和促进植入支架新生血管和神经的再生,其中促进支架材料的血管化和构建复杂的组织是最具有挑战性的。目前来说,使支架上附着的内膜细胞精确的定向增殖、迁移和分化仍然很难控制。尽管血管网对于细胞和组织的营养供应和代谢废物清除是必要的,但促进血管生成或血管发生的策略仍有限。     

血管组织工程的研究及应用进展

血管组织工程是在体外构建理想的血管移植物，移植后无免疫排异反应，能维持血管腔长期通畅的一门新技术，本文综述了血管组织工程的定义，种子细胞的获取及生物相容性材料的选择，组织工程化血管的研究方法及当前进展，同时指出目前组织工程化血管研究存在的问题及对其未来的应用展望。     

骨组织工程支架材料及其血管化的研究进程

背景：随着骨组织工程学技术的不断发展,利用组织工程骨修复大面积骨缺损成为当今研究的热点。 目的：介绍骨组织工程中的种子细胞、细胞因子、支架材料的特性及材料血管化情况。 方法：以“骨组织工程,支架材料,血管化”为中文关键词,以“bone tissue engineering,scafold,vascularization”为英文关键词,采用计算机检索2000年1月至2012年1月CNKI数据库和PubMed数据库相关文章,选择与骨组织工程学概述、支架材料和血管化方面相关的文章进行分析。 结果与结论：种子细胞的选择、细胞因子的应用、支架材料的性能及血管化程度均对组织工程骨成功修复骨损伤产生着重要影响。适宜的种子细胞是骨组织工程的研究基础,细胞因子是骨组织工程研究的催化剂,具有良好三维结构的支架材料对于促进细胞的生长增殖、组织长入、成骨方式和血管化等方面均有积极的促进作用。但每种支架材料都有其不足之处,所以可以通过将多种材料进行复合达到综合效应来满足临床需求。另外也要积极寻求新的材料制备工艺和对已有方法进行改进,以制造出更加优良的支架材料。但血管化仍然是骨组织工程要面对的重大考验。目前所应用的促进组织工程骨血管化的方法均存在一定缺陷,如利用生长因子促进血管化时,易造成代谢异常患者病情恶化等情况发生;利用显微外科技术促进组织工程骨血管化,易导致其他部位形成创伤和畸形,不利于患者的身体康复等。     

血管化组织工程骨的研究进展

组织工程骨的研究为解决大块骨组织缺损修复提供了新思路和新方法。血管化在骨修复过程中起重要作用。就血管化组织工程骨的生长因子、种子细胞和载体支架等方面的最新进展进行综述。提出了目前尚需解决的问题和对未来研究的展望。     

组织工程骨的快速血管化

背景:支架复合细胞或细胞因子是构建组织工程骨快速血管化的主要策略,并为临床大段骨缺损修复提供了良好应用前景。目的:从组织工程三要素的角度阐述目前组织工程骨血管化研究的相关进展,以寻找组织工程骨快速血管化策略的新契机,并为临床各种缺血性疾病的治疗提供启示。方法:由第一作者检索1990至2014年Pum Med数据库、维普和万方数据库相关文献。英文检索词有"bone tissue engineering,vascularization,cytokines,coculture,stem cells,osteogenesis,angiogenisis,prevascularization,patterned scaffolds"等;中文检索词有"骨缺损,血管生成,血管化组织工程骨,支架"等。经筛选后,最终纳入57篇文献进行归纳分析。结果与结论:当下骨组织工程发展瓶颈之一在于组织工程骨早期血管化。随着自然骨组织发生过程中成骨与血管化的细胞分子水平机制的深入研究以及生物支架的发展,支架复合细胞或细胞因子策略构建快速血管化组织工程骨取得了重要成果。讯息因子作为血管生成或骨生成的"配体"的作用存在个体差异性,应注意发挥干细胞等作为"供体"的优势;同时骨生成与血管生成过程密切相关、彼此依赖,只有实现"配体"与"供体"及"成骨"与"成血管"两个层次的协调统一发展,才能真正实现组织工程骨的快速血管化。调控各种细胞或细胞因子符合严格的时间格局和空间格局表达,仿生自然骨组织的生理状态,是创造快速血管化组织工程骨值得探索的目标。     

颌骨组织工程血管化的研究进展

组织工程是颌骨缺损修复的研究热点和重要方向,但其血管化问题尚未得到完全解决,这限制了其临床应用于大体积颌骨缺损的修复。支架、种子细胞和生长因子作为组织工程三要素在血管化进程中扮演重要角色。因此,各种体内外促血管化策略如应用促血管生成细胞、复合促血管生长因子、优化支架的成分与外形及内部结构设计、采用外科手段等近来得到广泛研究,本文将对此作一综述。     

组织工程骨的血管化策略

背景：如何在构建组织工程骨的同时重建其血液供应,已成为骨组织工程从基础研究向临床应用过渡的关键性问题。 目的：对组织工程骨构建过程中一系列促进血管化的方法进行综述。 方法：由第一作者检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn)1974至2008年有关组织工程骨构建过程中促进血管化方法的文献,检索词为“组织工程骨,血管化,骨缺损,血供”。阅读文献标题和摘要进行初筛,排除与本文研究目的无关及内容重复的研究,共保留61篇文献归纳总结。 结果与结论：组织工程骨构建过程中促进血管化的方法主要包括体内及体外两方面。体外方案例如血管内皮细胞、生长因子,体内方案例如血管束、带血管蒂筋膜瓣、带血管蒂肌瓣、带血管蒂骨膜瓣等均对组织工程骨构建过程中的血管化进程具有促进作用。虽然血管化组织工程骨的研究取得了很大的发展, 但仍然存在诸多不足。相信随着血管形成机制基础研究的深入,控释生长因子及其协同作用能力的提高,优化选择使用种子细胞,改进材料的结构性能,血管化组织工程骨将具有日益广阔的前景。     

体外构建血管化组织工程心肌

目的:探讨体外构建血管化组织工程心肌的可行性。方法:大鼠骨髓间充质干细胞以浓度为10μmol/L的5-氮胞苷诱导为心肌细胞并用DAPI标记、骨髓源内皮祖细胞以内皮细胞培养基EGM2-MV定向诱导为内皮细胞并用CM-dil标记。标记后的心肌细胞与内皮祖细胞按2:1比例,以4×10~6个/ml的密度种植于Matrigel基质胶支架上。同种密度心肌细胞种植为对照组。对复合体形态、细胞分布等进行观察。结果:H-E染色及荧光显微镜观察可见两组复合体的细胞分布均匀,生长状态良好;单纯心肌细胞种植组可见细胞黏附聚集生长,并未出现网状结构,而2:1混合培养组24 h后可见内皮细胞相互连接成网状结构,出现典型的成血管现象,且形成的血管样结构明显多于对照组;心肌细胞凋亡数较对照组少。结论:骨髓源性心肌细胞与骨髓源性内皮细胞联合种植于Matrigel基质胶共培养,可于体外成功构建血管化组织工程心肌。     

组织工程骨的体外预血管化

背景：组织工程骨的应用是一种新兴的解决骨缺损的先进手段,但是由于受到植入体无营养代谢的限制,难以大量应用于临床。组织工程骨预血管化研究就是针对这一局限性,进行人工植入体的前瞻性和程序性的血管构建,以期解决植入体的营养代谢问题,国内外学者已取得大量研究成果。 目的：对组织工程骨体外预血管化实验研究成果和发展趋势进行多层次分析探讨。 方法：检索CNKI数据库和Pubmed数据库2000至2012年文献,中文检索词：组织工程骨,血管化,植入支架,成骨细胞,血管内皮细胞,共培养,英文检索词：bone engineering, endothelial cells, osteoblast, implant, cells co-culture。按照基础骨生理研究、体外细胞实验研究和材料学研究进行分类,完成组织工程骨体外预血管化研究的综述。 结果与结论：共纳入60篇文献进行分析。此次检索的文献证明,在正常骨组织中,微血管的发生对成骨具有重要的调控作用,目前组织工程骨研究正在模拟人体内血管再生这一生理过程,设计完成了大量体外预血管化的实验,证实了血管预成型的应用有利于组织工程骨的体内存活和骨化,为组织工程骨临床应用指明了发展方向。     

血管组织工程的研究与进展

背景：血管组织工程是指利用血管壁的正常细胞和生物可降解材料来制备、重建和再生血管替代材料的科学。近年来,组织工程学技术的发展推动了组织工程化血管的研究,已成为今后血管替代物的重要方向。 目的：综述血管组织工程的相关临床及基础研究进展。 方法：检索SCI数据库2001/2010有关血管组织工程的文献,检索词为“组织工程血管(tissue-engineered vascular);组织工程(tissue engineering);血管(vascular);支架材料(scaffold materials);支架(scaffolds);种子细胞(seed cell);细胞外基质(extracellular matrix, ECM);血管支架(vascular scaffold);高分子材料(polymer materials);复合材料(composite materials);纳米(nanometer);生物材料(biological materials)”,对血管组织工程的临床及基础文献进行分析。 结果与结论：血管组织工程研究的内容主要有种子细胞、细胞外基质替代物以及组织工程血管三维培养。血管组织工程所应用的种子细胞包括自体血管壁细胞、胚胎干细胞和骨髓间充质干细胞,还包括内皮细胞,平滑肌细胞及成纤维细胞等众多组织细胞。在组织工程血管构建中血管组织微环境是活细胞在体外生长所需的支持物,是种子细胞生长增殖的三维空间,便于细胞黏着、生长、进行新陈代谢。因此,组织工程血管需要具有良好的生物相容性,可塑性强,来源广泛,有一定的抗张强度和无免疫原性的支架材料。根据来源和性能,目前研究应用的材料分为天然生物生材料和合成材料两种。     

血管铸型技术检测组织工程多孔支架血管化的实验研究

目的　探索利用血管铸型技术观察组织工程多孔支架体内再血管化情况的可行性。　方法　将DegraPol多孔管状支架置入SD大鼠腹腔大网膜包埋1周,应用解剖学中的血管铸型技术,观察组织工程支架体内形成新生血管的情况。　结果　大网膜包埋后在DegraPol支架外部发现有较多的蓝色显影微细血管环绕,在微孔支架内部,蓝色显影穿透支架并沿支架内孔分布。　结论　血管铸型适合用于微血管检测,可作为组织工程人工器官再血管化检测的一种新方法。     

促红细胞生成素促进组织器官血管新生的理论研究与应用

背景：促红细胞生成素自1906年发现至今,在大量组织器官中发现其不仅具有促进红细胞增殖、分化作用,而且阻止细胞凋亡,促进胶原、血管形成。 目的：分析总结促红细胞生成激素在部分组织器官中促进血管新生方面的研究,以阐明其在各专业的研究现状。 方法：分别以“促红细胞生成激素,血管新生”和“Erythropoietin, angiogenesis”为关键词进行检索,CNKI数据库的检索时限为 2005/2011,PubMed 数据库的检索时限为1988/2011,西文生物医学期刊文献数据库的检索时限为2000/2011,检索内容为促红细胞生成激素在组织器官中促进血管新生的研究。保留符合纳入标准的33篇文献进行总结。 结果与结论：促红细胞生成素是一种主要由成人肾脏和胚胎肝脏分泌的糖蛋白激素,其在心血管系统、脑组织、视网膜、子宫、肿瘤组织及皮肤等组织器官中,具有促进促进血管内皮祖细胞增殖、进一步促进血管新生的作用,并已经部分应用于临床治疗。     

天然组织工程材料诱导的血管生成:理论研究与应用进展

背景:组织工程产品移植后的血管生成对其恢复缺损器官的功能具有重要的作用。天然组织工程材料具有良好的生物相容性和可降解性,在组织工程中应用较为广泛,其对血管生成的诱导作用可提高组织工程产品移植的成功率,因而近几年这方面的研究得到了学者们的关注。目的:总结国内外天然组织工程材料诱导血管生成的实验研究,为今后天然组织工程材料应用临床提出理论基础。方法:应用计算机检索PubMed、Springerlink数据库1995-01/2009-06的相关文献,检索词tissue-engineering products,natural materials并限定文章语言种类为English。同时应用计算机检索中文期刊CNKI数据库1998-01/2009-06的相关文献。检索词为组织工程材料、胶原蛋白、壳聚糖、纤维蛋白等,限定文章语言种类为中文。对资料进行初审,纳入标准:天然组织工程材料如胶原蛋白、壳聚糖等诱导血管生成的体外体内实验研究。排除标准:重复性研究、较陈旧的文献。35篇可反映天然组织工程材料诱导血管生成的最新研究进展文献被纳入。结果与结论:天然组织工程材料多由正常组织细胞外的高分子合成,本身包含许多生物信息,能够提供细胞所需的信号,对细胞的黏附及维持具有优势。文章探讨的胶原蛋白、壳聚糖、纤维蛋白3种天然组织工程材料在诱导血管生成方面具有优越性,但是天然材料在力学特性方面具有一定的局限性,因此构建以天然支架材料为主要材料且具有诱导血管生成作用的复合材料具有较强的应用前景。     

血管组织工程的发展现状和趋势

心脑血管疾病是全球发病率和死亡率最高的疾病,其主要病因是动脉粥样硬化。临床上主要采用血管移植物重建病损血管,人造合成血管在大口径血管修复中取得了满意的效果,但在小口径血管修复中效果并不理想。近30年来,血管组织工程发展极其迅速,从再生的角度为血管修复提供了新的途径。本文综述血管组织工程的最新进展(体外、体内、原位血管组织工程),并对未来发展趋势进行了前瞻性展望。     

受损心肌组织工程修复材料的血管化

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1995-01/2010-04Science direct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。     

组织工程骨预制及其血管化的研究进展

组织工程化骨预制技术是目前骨组织工程领域的研究热点。从组织工程骨的预制、血管化及预制骨骨缺损修复作用三个方面对组织工程化骨预制技术研究的现状和发展趋势进行了回顾和展望。旨在分析当前的研究成果与组织工程化骨预制技术的最终广泛临床应用之间存在的差距，并为尽快缩短这一距离提供合理的设想。     

大块血管化组织工程骨修复的骨缺损

背景:目前在构建较大体积组织工程骨方面还存在比较多的问题,其中最主要的就是缺血坏死。血管化的构建是保证大块组织工程骨生物学功能的关键因素。目的:制备大块血管化组织工程骨,行原位移植修复兔股骨干大面积缺损,探讨组织再生方式及特点。方法:建立仿兔股骨干结构支架材料内血管化预构模型,基于预构血管化支架,再构建大块血管化组织工程骨。18只8周龄新西兰大白兔分成实验组和对照组,实验组用大块血管化组织工程骨进行体内原位移植;对照组体内原位移植大块组织工程骨,未进行血管化处理。造模后2,4,8周通过大体观察、X射线片以及组织切片观察比较2组大块骨缺损的修复情况。结果与结论:大体观察及影像学观察结果均显示,造模后2,4,8周实验组的成骨情况均优于对照组。实验组兔造模后2,4,8周的新生骨组织占总移植骨面积比均显著高于对照组(P0.01)。提示修复大面积的骨缺损,采用大块血管化组织工程骨比单纯采用组织工程骨的效果更好。     

组织工程骨预制及其血管化的研究进展

组织工程化骨预制技术是目前骨组织工程领域的研究热点。从组织工程骨的预制、血管化及预制骨骨缺损修复作用三个方面对组织工程化骨预制技术研究的现状和发展趋势进行了回顾和展望。旨在分析当前的研究成果与组织工程化骨预制技术的最终广泛临床应用之间存在的差距,并为尽快缩短这一距离提供合理的设想。