组织工程化软骨修复软骨损伤

背景：目前临床上多采用自体或异体软骨移植、软骨膜或骨膜移植、软骨细胞移植等方法进行软骨损伤修复,但均因取材局限、免疫排斥等导致效果不佳。利用组织工程的方法再造软骨,为软骨缺损的临床修复提供了新的思路与途径。 目的：利用SCI数据库文献检索和深度分析功能,对于组织工程软骨的文献资料趋势进行多层次探讨分析,根据检索文献结果分析组织工程软骨的发展趋势。 方法：通过计算机检索SCI数据库中2001/2010有关组织工程软骨的文献,检索词为“软骨(cartilage);组织工程(tissue engineering);软骨细胞(chondrocyte/cartilage cell);软骨组织(cartilage tissue);支架材料(scaffold materials);种子细胞(seed cell)”,以文字和图表的形式进行统计和结果分析,描述其分布特征。 结果与结论：SCI数据库2001-01/2010-12收录组织工程软骨相关文献总计3 137篇,中国在该领域的文献产出量逐渐增多,总体呈上升趋势,Biomaterials《生物材料》杂志发表文献量最多。美国在该领域文献产出量多于其他国家,对该领域研究起到重要作用,发表文献较多的机构集中在美国的哈佛大学,莱斯大学,麻省理工学院,哥伦比亚大学,加利福尼亚大学圣地亚哥分校等。     

组织工程化软骨修复运动性软骨损伤

BACKGROUND: Sports-induced cartilage injury is very common; due to the poor self-healing capacity of the cartilage, cartilage repair has always been a difficult problem. OBJECTIVE: To review the features of different seed cells in tissue-engineered cartilage construction and to explore the application of tissue-engineered cartilage construction in the repair of sports-induced cartilage injury in vitro. METHODS: We searched PubMed database, Wanfang database and CNKI database for articles related to tissue-engineered cartilage repair of sports-induced cartilage injuries, as well as stem cells and scaffold materials used in tissue-engineered cartilage construction. Totally 190 articles were retrieved, and finally 47 articles were included in result analysis after repetitive studies were excluded. RESULTS AND CONCLUSION: Bone marrow mesenchymal stem cells under different conditions can differentiate into chondrocytes, and have better potential of chondrogenic differentiation compared with adipose-derived mesenchymal stem cells and umbilical cord-derived mesenchymal stem cells. But, their safety still needs to be further studied. Good scaffolds cannot only induce stem cell differentiation, but also be the key to cartilage construction. Composite materials are the future direction of the scaffold research.      

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。     

组织工程化软骨再生

众所周知，成人关节软骨的自我修复能力有限。已有诸多方式被采用以提高其自然修复功能，但随时间的延续，软骨缺损最终均被缺乏关节软骨机械性能的纤维组织或纤维软骨所填充，从而导致修复失败，最近出现的组织工程构建技术，结合了生物、工程、科学与科学，以构建有机能的新组织替代损伤组织为目标。组织工程的出现促使许多新概念的产生，并使以往的软骨在组织的修复和再生有了新的发展前景。不同背景和专业的研究的协作为目前尚处于假设阶段、缺乏经验的治疗方案的进展提供了一些关键性原则。本作综述了上述修复摸式检测和评估的研究思路并歹举了较量修复研究的不同方面，同时总结了以往与目前研究中的差异、发展新的生物材料的必要性以渐增多的细胞生物材料的构建问题。     

体外构建组织工程化小口径血管模型

目的体外构建组织工程化人工血管模型。方法将诱导细胞制成细胞ECMgel悬液培养,镜下观察细胞形态;将诱导的平滑肌细胞和内皮细胞悬液分层种植于支架内表面,以荧光显微镜、扫描电镜和HE染色光镜观察。结果在ECMgel凝胶中细胞生长良好;旋转培养的血管模型,质地均匀,内腔面光滑;HE染色可见血管壁三层结构:内皮细胞层、平滑肌细胞层、PGA 交联胶原层;扫描电镜可见内皮细胞融合成片;荧光显微镜观察可见均匀分布的内皮细胞。结论①ECMgel是携带细胞良好的基质;②旋转培养条件可以促进细胞的贴附和分化;③利用体外诱导的种子细胞分层种植可以构建成与天然血管结构相似的血管模型。     

运动性软骨损伤与组织工程化软骨及生物支架材料的修复

背景：篮球运动中造成软骨损伤较为常见。随着组织工程和生物材料的应用发展,利用软骨组织工程化或支架材料修复已成为趋势。 目的：对篮球运动中造成软骨损伤的因素进行探讨,重点对组织工程支架材料修复过程中关注的3个要素的研究和运用情况进行概括。 方法：由第一作者检索2005-01/2010-10PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及万方数据库(http://www. wanfangdata.com.cn)。英文检索词为“crtilage,damage,treatment, biological materials”,中文检索词为“组织工程;软骨损伤;修复;生物材料;种子细胞”。检索文献量总计120篇,选择文章内容与软骨治疗方法、材料学特点、生物相容性、材料改性、表面修饰及其应用效果相关等方面的文献,排除陈旧及重复实验文章,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志的文章,最终纳入30篇符合标准的文献。 结果与结论：种子细胞、支架材料和体外培养环境,构成了软骨组织工程学注重的3个要素,3者组成了一个相互促进相互制约的整体,以组织工程技术修复软骨损伤时应注重到3者间的恰当选择和配置。     

组织工程化软骨构建的研究进展

背景：组织工程学方法为关节软骨缺损的修复提供了新的治疗模式,具有广阔的应用前景。 目的：探究组织工程化软骨的构建方法、研究方向和应用前景。 方法：检索中国期刊全文数据库(CNKI:1991至2011年)和Web of Science(1991至2011年)数据库,检索词分别为“组织工程,软骨损伤,种子细胞,支架”和“Tissue Engineering,Cartilage Defects,Seed Cell,Scaffolds”,语言分别设为中文和英文。阅读文题和摘要进行筛选,选择具有原创性,论点论据可靠且分析全面,密切相关的文章,排除重复性研究以及质量较差文章。按纳入排除标准筛选后,共纳入30篇文章。 结果与结论：组织工程化软骨多以各种种子细胞与不同的支架材料进行复合,且在软骨缺损修复中体现了较好的应用价值,但应用于临床还有许多具体问题需要解决。     

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。     

组织工程化软骨的应力—应变研究

为研究组织工程化软骨的应力－应变特性,采用生物力学方法对体外培养离心管软骨和裸鼠皮下培养胶原海绵构建的软骨在5％变形时的压缩模量进行了测试,结果表明,体外离心管培养软骨在4,8,12,16周时的压缩模量分别为0．3518,0．653,0．233,0．262MPa,其中在8周时达最高,低于天然人胎关节软骨压缩模量2个数量级,体内皮下培养的胶原海绵软骨16周时的压缩模量的动态变化提示它与软骨细胞分泌GAG的活性变化一致,都在8周时达高峰,离心管软骨压缩模量总体偏低的现象提示可能是由于培养液与人工软骨大分子之间缺乏屏障保护,细胞分泌的PGS分子易于流失到培养液中的结果,而体内皮下培养的软骨模量低于天然软骨的原因可能是软骨发育过程中缺乏负荷刺激,因此,从生物力学角度看,组织工程化软骨的体外培养方法尚需改进。     

组织工程化神经导管修复外周神经损伤

背景：神经导管技术理论上采用生物或非生物材料预制成合适的管状支架,桥接神经断端两侧,在提供神经再生微环境的同时通过神经诱导、营养作用促进神经再生。 目的：观察组织工程化神经导管修复外周神经损伤的临床效果。 方法：选择24例陈旧性上肢神经损伤患者,以患者自愿原则分2组治疗：试验组采用组织工程化神经导管修复,对照组采用自体周围体表感觉神经移植修复。治疗后随访6个月观察患者肢体神经损伤功能修复效果。 结果与结论：随访6个月后,两组肢体远端感觉运动功能与目测类比疼痛评分均较治疗前改善(P < 0.05),且试验组效果更好(P < 0.05);两组损伤侧感觉与运动神经传导速度均较治疗前改善(P < 0.05),且两组间差异无显著性意义。说明组织工程化神经导管材料符合神经修复导管支架的要求,临床应用疗效肯定。     

组织工程化神经修复周围神经创伤的应用

背景：近年来,随着生物工程技术以及组织工程化神经的发展给周围神经缺损的治疗带来了新的希望,已逐渐成为研究的焦点。 目的：从种子细胞、生物材料以及构建周围神经组织技术3个方面综述组织工程方法修复周围神经损伤的新进展。 方法：由第一作者在2013年7月应用计算机检索PubMed 数据库及CNKI 数据库,英文关键词为“tissue engineering,peripheral nerves,nerve injuries,stem cells,schwann cells,scaffold,growth factor”,中文关键词为“组织工程,周围神经,神经损伤,干细胞,许旺细胞,支架,生长因子”。选择内容与神经组织工程、周围神经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63篇文献。 结果与结论：现阶段组织工程方法修复周围神经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。将组织工程神经应用于临床尚存下列问题亟待解决：①种子细胞来源及伦理。②细胞扩增后移植的免疫排斥。③移植细胞稳定性问题及致瘤性。④神经支架材料的降解速度、最佳孔隙率、导管厚度、形状等。⑤体外神经构建后移植修复时机。⑥各种神经生物因子的局部释放与调控等等。随着科技的发展,期待上述问题的解决,从而使得众多临床神经损伤患者受益。     

细胞密度对组织工程化三维支气管模型体外再造影响的研究

研究种子细胞接种密度对体外构建组织工程化三维支气管模型的影响,并筛选出适宜体外构建支气管模型的细胞密度.以人支气管上皮细胞系和人胎肺成纤维细胞系为种子细胞,胶原凝胶复合Matrigel为支架材料,将两种细胞按照6×104/ml、6×105/ml、6×106/ml和6×107/ml四个接种密度共培养,应用静态拉伸系统体外构建组织工程化三维支气管模型.通过宏观观察、相差显微镜观察和组织学检测的方法对模型中种子细胞的生长情况进行鉴定.结果表明:6×104/ml细胞密度未见到组织片层形成,其余三个细胞密度可以看到收缩良好的组织片层,并具有一定韧性;相差显微镜下观察6×105/ml和6×106/ml细胞密度的组织片层可以形成网状结构,6×107/ml细胞密度的组织片层结构疏松;HE染色证实6×105/ml和6×106/ml细胞密度的组织片层中有三维网状结构形成,免疫组织化学染色广谱CK和Vimentin均呈阳性,前者的细胞活性较后者更好,而6×107/ml细胞密度组织片层基本丧失细胞活性.体外构建组织工程化三维支气管模型其种子细胞密度在6×105/ml至6×106/ml之间较为适宜.     

中药在组织工程化骨及软骨组织构建过程中的作用

<正>1透骨消痛颗粒诱导骨髓间充质干细胞向软骨细胞的分化吴追乐,刘献祥,李西海,李明波,李民,林久茂(福建中医学院骨伤系,福建省福州市350108)推荐理由:实验证明,骨髓间充质干细胞在骨及软骨组织损伤中的应用能较好地刺激骨及软骨修复再生,并减缓关节损伤与退变的进     

体外构建工程化心肌组织的研究与应用

背景：“工程化心肌组织”是应用组织工程的方法,构建出具有天然心肌组织特征的心肌,将它移植到体内,最终修复或完全替代病损组织。但以往研究获得的工程化心肌组织存在较多的缺陷,仍不能满足实际需要。 目的：总结体外构建工程化心肌组织方法的研究进展。 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)和Medline(2000/2010)数据库,检索词分别为“心肌,组织工程,心肌构建物”和“Myocardial Construction materials, Tissue Engineering, Myocardial”。从种子细胞、支架材料、体外培养环境和生物反应体系、工程化心肌组织的再血管化、移植实验5方面进行总结,对不同的种子细胞及生物支架材料和体外培养的环境、移植工程化组织的再血管化等方面进行了介绍。共检索到150篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入30篇文章。 结果与结论：适合心肌细胞生存和心肌细胞形成的新型生物活性支架,理想的种子细胞、体外培养环境与生物反应体系、移植工程化组织的再血管化,动物移植实验等方面都是组织工程化心肌组织再造的关键所在。构建的组织工程化心肌组织应同时具备良好的收缩功能、稳定的电生理特性、力学强度和柔韧性、无免疫原性及自身能血管化或在移植后能迅速血管化的条件,但未来还需进一步研究。     

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。     

海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞修复兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损的实验研究

目的 探讨海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞对兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损修复的影响.方法 将新西兰白兔分为正常对照组、佐剂性模型组和海藻酸盐支架治疗组.模型组和治疗组兔膝关节内注入弗氏佐剂建立佐剂性关节炎模型.抽取治疗组兔左后健侧肢体的骨髓,用Percoll法分离出自体骨髓间充质干细胞(ABMSC),体外培养传代至P3代并诱导分化为软骨细胞.将软骨细胞与海藻酸钠支架混合注入治疗组的病变膝关节.对照组和模型组关节注射等量的生理盐水.海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞治疗1个月后处死兔,应用Ⅱ型胶原免疫组织化学法染色和HE染色,观察各组兔的膝关节关节软骨缺损的修复情况.结果 诱导成功软骨细胞且生长良好,呈现明显的纺锤体形,细胞成活率达98.5％.软骨细胞与海藻酸钠复合后体外培养显示细胞生长旺盛,增殖成株状或岛状,株状细胞团周围有类似的软骨陷窝形成,细胞排列密集,核圆形.组织形态学结果显示,治疗组与模型组比较,治疗组关节炎症反应明显减轻,关节Ⅱ型胶原阳性软骨细胞显著增高,软骨缺损得到明显修复.结论 海藻酸钠支架复合组织工程化软骨细胞对兔佐剂性关节炎膝关节软骨缺损有一定的修复作用.     

体外构建组织工程骨-软骨复合组织

背景：设计一体化、具有过渡结构的双层支架材料,复合软骨细胞、骨髓间充质细胞,有利于新生的骨与软骨组织之间形成良好界面。 目的：模仿自然骨-软骨基质构建复合支架,以软骨细胞和骨髓间充质干细胞为种子细胞,体外观察复合组织的成软骨及成骨能力。 方法：制备明胶-硫酸软骨素-透明质酸及明胶-陶瓷化骨多孔复合支架,构建自然骨-软骨基质复合支架,复合兔软骨细胞与骨髓间充质干细胞,分未成骨诱导与成骨诱导两组培养,并进行MTT、糖胺多糖含量、碱性磷酸酶活性检测,以及苏木精-伊红染色检测。 结果与结论：未成骨诱导与成骨诱导两组骨髓间充质干细胞增殖及糖胺多糖含量差异无显著性意义。未成骨诱导组碱性磷酸酶活性缓慢上升,成骨诱导组诱导后碱性磷酸酶活性迅速上升,14 d时达到稳定状态。两组苏木精-伊红染色结果无明显区别,均已形成含有双层组织的类似骨-软骨样组织,其间可见未降解支架形态,但由于基质形成不完善及支架未完全降解,此种结构不成熟,细胞分布不均匀,支架内部可见散在无细胞区域。证实采用两种细胞与双层结构的支架经体外分层复合能够形成组织工程骨软骨复合组织。     

异体软骨组织移植物的体外液体保存

背景：由于关节软骨无神经和血管,其营养主要来源于滑液和滑膜血管的渗透作用,自身修复能力有限,因而如何更好的修复关节软骨损伤成为亟待解决的医学难题。 目的：回顾近年来关于软骨损伤修复方法以及异体软骨体外保存方法的文献研究,找到适合异体软骨组织体外保存的最佳保存条件以及培养液介质成分,从而提高异体软骨组织体外保存效果。 方法：计算机检索PubMed数据库和中国期刊全文数据库(CNKI)于1990年1月至2013年2月有关异体软骨组织移植物体外液体保存方法的研究,检索关键词分别为“Osteochondral allograft; tissue culture; chondrocyte survival rate;in vitro”和“关节软骨;异体移植;液体保存”,排除发表时间较早或重复研究。 结果与结论：目前主要有2种方法体外保存异体骨软骨。低温冷冻保存法保存后的软骨细胞存活率降低明显,影响移植效果,因此临床应用较少。液体保存法能够提高细胞成活率,保持组织活性,但保存时间不长,不能广泛应用。学者们又进一步改良液体培养环境以及培养液成分,延长了软骨组织体外保存时间,提高了软骨组织保存效果。     

人骨软骨组织体外冷冻保存的效果

背景：异体骨软骨移植是治疗关节软骨缺损的有效方法,然而由于移植物体外有效保存时间短,限制了临床应用以及移植物的利用效率。 目的：观察梯度降温冷冻保存同种异体关节软骨的保存效果。 方法：将关节软骨块经体积分数10%二甲基亚砜预处理后,应用程序冷冻仪以-1 ℃/min行梯度降温至-4 ℃,-10 ℃,     -20 ℃,-40 ℃各30 min,最后至-80 ℃冷冻保存。 结果与结论：保存1,3,6个月及1年后检测发现,与新鲜组相比,冷冻后软骨细胞存活率、细胞活性以及浅、中、深层的蛋白多糖水平下降(P < 0.05）,且软骨细胞存活率、细胞活性以及浅、中、深层的蛋白多糖水平随冷冻保存时间延长而降低(P < 0.05）,提示冷冻保存可有效地延长骨软骨移植物存活时间。     

体外构建组织工程化心肌片层的实验研究

探索以液态胶原作为支架材料,体外构建组织工程化心肌片层的可行性。用含0.04?TA的0.25%胰酶分离新生大鼠原代心肌细胞,然后与Ι型胶原M、atrigel和2×DMEM混合,注入方形模具内,制备心肌细胞-胶原复合体,体外培育1周后,施加外力,拉伸刺激条件下继续培养1周。通过光学显微镜下观察H、.E.染色、激光共聚焦和透射电镜观察等对构建的组织工程化心肌片层进行评价。结果表明:心肌片层在培养的第2天出现自发性的跳动,随时间的延长,跳动的区域逐渐增多,并于外力拉伸后的第4天形成一致跳动。激光共聚焦研究结果表明:在构建的工程化心肌组织中,肌原纤维显示排列有序,多数沿拉伸方向伸展,其形态类似于心肌组织。电镜观察显示:拉伸的心肌片层中的心肌细胞含有较多的肌原纤维,肌小节结构和Z带清晰可见。采用新生大鼠心肌细胞与液态Ι型胶原复合方式,可在体外再造出片层状心肌组织,构建的组织工程化心肌片层具有与心肌组织类似的结构和特性。