生物组织工程化气管的研究进展

生物组织工程化气管是利用组织工程学的原理和技术在体外构建出具有气管主要生理功能的一种具有生物活性的人工气管，作为气管缺损外科修复的气管替代物。它的构建过程是，首先选取一定数量的经体外培养扩增种子细胞，把它们种植在生物相容性好、可降解的支架材料上；然后将此细胞材料复合物置于生物反应器当中或自体皮下，经过一段时间的诱导分化和培养即形成组织工程化气管。与其它种类的气管替代物相比，组织工程化气管具有无免疫原性、无排斥反应、有生物活性等优点，这将为寻找一种适合机体内环境的气管移植材料带来一条有希望的途径。但是该领域的研究工作还面临着诸如组织工程化气管的血管化、体外培养和植入后的感染等难题，要将组织工程化气管真正应用到临床，还有很长的路要走。我们从细胞支架的研究、种子细胞的选择和组织工程化气管的构建这三方面对组织工程化气管的研究进行综述。     

组织工程气管研究进展

气管切除超过原长度的一半时便需要一个人工气管以进行安全的重建.本文就组织工程化气管构建的研究进展进行了综述,并指出组织工程化气管研究领域所面临的问题和今后的研究方向.     

组织工程气管重建的研究进展

气管重建是气管外科学中的一个重要课题。目前 ,在因炎症、外伤、肿瘤或其他病变导致气管大范围受损、需要切除较长段气管的情况下 ,尚缺乏一个满意的方法来修复缺损气管。许多学者尝试应用同种异体移植、自体组织移植以及人工材料替代物等方法 ,效果均不够理想[1 3 ]。近年来     

3D生物打印构建组织工程气管血管化的研究进展

组织工程技术为气管重建提供了有效的治疗手段。功能性血管网的形成是确保组织移植术后长期存活的关键。如何快速恢复血供以支持细胞的新陈代谢、促进组织愈合与再生是气管替代治疗面临的最大挑战。传统气管移植血管化构建方法创伤较大,且需要二期手术,不符合当前快速康复外科理论要求。采用3D生物打印技术,将细胞、生物材料及生长因子进行一...     

干细胞构建软骨组织工程研究进展

[背景]创伤后软骨的再生能力是很有限的,而目前处理小的软骨缺损的方法有以下几种:(1)姑息治疗,包括关节镜下的清理和冲洗;(2)修补治疗,骨髓刺激疗法,如微骨折术;(3)修复治疗,包括骨软骨的移植和自体软骨细胞的移植。大的缺损的处理,一般使用同种异体骨软骨移植,或全关节成形术。然而软骨缺损治疗的未来,要靠软骨再生技术所提供的生物医学解决方法。[目的]探讨近年来软骨组织工程的进展,总结干细胞及其他方面进步和发展方向。[方法]检索关于干细胞构建软骨组织工程的文章,在标题和摘要中以"stem cell、tissue engineering、cartilage、bioreactor"为检索词进行检索。最终选择45篇文献进行综述。[结果与结论]实验室和临床研究都已经验证了软骨组织工程治疗大的缺损的方法。再生的软骨可以来自于软骨细胞,多能干细胞和间充质干细胞。支架材料的来源包括蛋白质,碳水化合物,合成材料,复合高分子材料等。软骨诱导生长因子的应用可以加强软骨的形成。生物反应器的发明,能加强体外组织工程软骨的营养运输,提供所需的机械刺激。多学科研究方法的运用,使得临床运用软骨再造技术有希望变为现实。     

生物衍生材料构建组织工程肌腱体内植入的实验研究

目的 探讨用同种异体肌腱细胞与生物衍生肌腱材料体外联合培养后植入体内，构建组织工程肌腱的可行性。方法 选用四川锦猴15只，手术造成纤维鞘管内屈指深肌腱2．5cm缺损后，分三组。A组：生物衍生肌腱材料构建的组织工程肌腱移植组；B组：单纯生物衍生肌腱材料移植组；C组：自体肌腱移植组。术后1、2、3、6和12周分期观察植入物的大体形态、组织学和超微结构，BrdU标记表达。结果 A组植入体内后肌腱细胞能继续增殖，细胞形态随着时间增加而逐渐趋于正常，形成的肌腱呈白色且有光泽、致密，组织学可见胶原纤维排列较为规则，12周肌腱细胞仍成活并分泌胶原，BrdU表达为阳性；B组植入体内3周后材料逐渐变细，12周后材料被逐渐降解吸收出现中断；C组植入体内2周后桥接部有纤维连接，排列较为规则，肌腱愈合。A组分别于3、6、12周进行扫描电镜观察可见肌腱细胞排列均匀，胶原纤维相互连接形成网状，主体趋势与肌腱走行方向一致；透射电镜下可见细胞核仁清晰，细胞器丰富。随时间的增加A、C组与B组的差异明显增大。结论 同种异体肌腱细胞与生物衍生肌腱材料复合构建的组织工程肌腱，植入免疫功能正常的动物体内能够再生出肌腱样组织，植入的肌腱细胞具有生命力，新生的肌腱组织在大体、组织学方面与正常肌腱相似。     

用于骨组织工程的体内生物反应器研究进展

目的 对用于骨组织工程的体内生物反应器(in vivo bioreactor,IVB)的研究进展进行综述,为后续研究提供参考.方法 查阅近年来骨组织工程IVB相关文献,从IVB构建原则、构建IVB的组织类型、部位及方法,以及IVB用于构建组织工程骨的优劣等方面进行综述.结果 IVB是利用机体自我再生能力,把身体作为生物...     

组织工程骨软骨复合体构建的研究进展

目的对构建组织工程骨软骨复合体的相关研究进展进行综述,讨论构建中存在的不足。方法广泛查阅近年来国内外有关组织工程骨软骨复合体构建研究的相关文献,并对新进展进行综述。结果构建组织工程骨软骨复合体的体内研究较多,将不同组织来源的MSCs作为种子细胞是研究热点;单相支架的应用受到限制,双相和三相支架的研究是新趋势;生物反应器的设计和性能还需进一步优化。结论构建组织工程骨软骨复合体将有望成为一种治疗软骨缺损的具有潜力的方法。     

体外构建与体内构建组织工程的比较研究

目的比较骨髓基质干细胞(MSCs)与生物衍生骨体内、体外复合构建的组织工程骨修复山羊胫骨大段缺损能力,以探讨修复缺损最佳途径。方法制备山羊胫骨中段20mm的骨骨膜缺损,分别植入体内、体外构建的组织工程骨、自体骨及单纯生物衍生骨,分别行组织学、X线观察、骨密度测定和生物力学测试。结果体外构建组材料降解较快,成骨迅速,16周时已可见髓腔再通;体内构建组以上各变化较前者慢2～4周;而单纯生物衍生骨对照组材料降解、新骨形成均较慢;6周时,各组弯曲应力值差异无显著性(P>0.05),12、16周时体外构建组高于体内构建组(P<0.05),体内构建组高于单纯生物衍生骨对照组(P<0.05)。结论体内、体外构建的组织工程骨成骨迅速、量大,排斥反应小;但是体内构建方式成骨较体外构建慢。     

人脂肪来源细胞体内构建组织工程化脂肪的实验研究

目的探讨以组织工程技术，应用脂肪来源细胞（Adipose—derived cells，ADCs）体内构建脂肪组织的可行性。方法吸脂术获得人脂肪组织，一部分直接植入裸鼠体内；另一部分用酶消化法分离、培养ADCs，将第三代细胞接种于纤维凝胶（Fibrin glue）支架中，经成脂肪培养液诱导1周后，植入裸鼠体内，4周后取材，用称重法及油红、HE染色检测结果。实验分为直接注射脂肪组、单纯支架组、细胞-支架复合体脂肪诱导组、非诱导组。结果直接注射组在裸鼠皮下形成脂肪组织，但吸收量大；细胞-支架复合体诱导组有大量脂肪类组织形成，油红染色显示组织有脂滴形成；细胞-支架复合体非诱导组和单纯支架组均未发现脂肪组织形成。结论采用组织下程技术将吸脂术获得脂肪来源细胞接种纤维凝胶支架，体内构建脂肪组织，具有可行性。     

体内构建组织工程腱鞘的初步研究

目的研究体内构建组织工程化滑膜腱鞘，及其在预防肌腱粘连方面的作用。方法取Leghorn鸡48只，随机分为3组。实验组（n=16），切除肌腱外周滑膜腱鞘，采用自身滑膜细胞-PGA复合物修复缺损；对照组1（n=16），切除肌腱外周滑膜腱鞘后，采用空白PGA支架修复缺损；对照组2（n=16），切除肌腱外周滑膜腱鞘后未修复缺损腱鞘。于术后2周、5周取材，采用大体观察、组织学检查和生物力学测试等方法，研究组织工程腱鞘构建情况，分析肌腱表面粘连情况。结果大体观察及HE染色可见实验组形成组织工程化腱鞘，肌腱与腱周组织间空隙明显，较对照组粘连形成较少。力学检测在0．1N的拉力下，实验组肌腱拉伸位移3．24±0．22mm，优于对照组1和对照组2（分别为2．49±0．19mm，2．28±0．23mm）。结论采用组织T程技术可以成功构建组织工程化滑膜腱鞘，并具有正常腱鞘结构，对于减轻肌腱粘连具有一定作用。     

软骨组织工程的研究进展

目前,软骨组织工程已在基础研究方面取得了令人瞩目的成果,并在临床应用方面进行了初步尝试,为I临床软骨缺损的修复提供了新的思路与途径,已经成为该领域主要的研究方向,但其大规模临床应用尚存在诸多困难。现结合近年的研究成果,就组织工程化软骨的种子细胞、生物支架材料、体内外构建以及临床应用等方面进行综述。     

组织工程组织血管化的研究进展

应用组织工程技术构建组织和器官,是临床治疗组织、器官缺损和功能损伤的潜在途径之一。但是,构建的组织、器官植入体内后不能及时获得血供,导致萎缩并无法发挥功能。我们针对近年来组织工程组织血管化的研究进展,并根据具体策略的不同,将其分为4个部分,包括支架材料的特殊处理、添加血管生成相关细胞、添加血管生成因子或基因修饰和预血管化等策略,并分析各种血管化策略的优势及存在的问题。     

Perfusion‐Decellularization of Porcine Lung and Trachea for Respiratory Bioengineering

Decellularization of native organs may provide an acellular tissue platform for organ regeneration. However, decellularization involves a trade‐off between removal of immunogenic cellular elements and preservation of biomechanical integrity. We sought to develop a bioartificial scaffold for respiratory tissue engineering by decellularization of porcine lungs and trachea while preserving organ architecture and vasculature. Lung–trachea preparations from 25 German Landrace pigs were perfused in a modified Langendorff circuit and decellularized by an SDC (sodium deoxycholate)‐based perfusion protocol. Decellularization was evaluated by histology and fluorescence microscopy, and residual DNA quantified spectrophotometrically and compared with controls. Airway compliance was evaluated by endotracheal intubation and mechanical ventilation to simulate physiological breathing‐induced stretch. Structural integrity was evaluated by bronchoscopy and biomechanical stress/strain analysis by measuring passive tensile strength, all compared with controls. Decellularized lungs and trachea lacked intracellular components but retained specific collagen fibers and elastin. Quantitative DNA analysis demonstrated a significant reduction of DNA compared with controls (32.8 ± 12.4 μg DNA/mg tissue vs. 179.7 ± 35.8 μg DNA/mg tissue, P < 0.05). Lungs and trachea decellularized by our perfusion protocol demonstrated increased airway compliance but preserved biomechanical integrity as compared with native tissue. Whole porcine lungs–tracheae can be successfully decellularized to create an acellular scaffold that preserves extracellular matrix and retains structral integrity and three‐dimensional architecture to provide a bioartifical platform for respiratory tissue engineering.     

离心管内组织工程软骨培养的初步研究

目的　探讨几种材料与软骨细胞的生物相容性 ,离心管内培养形成组织工程软骨。方法　自 3周龄兔分离关节软骨细胞 ,按 3× 10 6细胞 /管于离心管内接种软骨细胞 ,离心 (10 0 0r/min) 5min后连续培养 2周。分别将脱脂脱蛋白骨、羟基磷灰石、糖蛋白微孔膜、胶原海绵和明胶海绵置于离心管底 ,按 3× 10 6细胞 /管加入软骨细胞 ,离心 (2 0 0r/min) 5min后连续培养 2周。含钙组织首先经脱钙处理后 ,与其它组织工程软骨行组织学检查。结果　软骨细胞无支架培养形成软骨 ,具有一定的骺软骨组织学特征。支架材料与软骨细胞有良好的生物相容性 ,均能形成软骨样组织。组织工程软骨具有不同的组织学结构 ,细胞及其细胞外基质形态差异明显。结论　支架材料与软骨细胞具有良好的生物相容性 ,软骨细胞于离心管内培养可形成组织工程软骨     

毛囊干细胞结合电纺纳米丝素纤维构建组织工程尿道膜片的体外研究

目的：探索毛囊干细胞结合电纺纳米丝素纤维,构建组织工程尿道膜片的可行性。方法使用酶消化法分离兔毛囊细胞,利用流式细胞仪分选毛囊干细胞,体外原代培养扩增,计算细胞的最大扩增倍数及克隆形成率;使用流式细胞仪检测细胞K19、p63、CD29的阳性表达率。将毛囊干细胞接种在电纺纳米丝素纤维支架上,构建组织工程尿道。应用组织学、荧光染色法观察组织工程尿道的体外构建情况。结果兔毛囊干细胞与兔毛囊细胞的最大扩增倍数分别为（5.92±0.77）×10^4倍和（6.61±3.62）×10^3倍;兔毛囊干细胞与兔毛囊细胞的克隆形成率分别为（9.07±1.18）%和（3.95±1.01）%。K19、p63、CD29在毛囊干细胞中表达率分别为（89.36±6.69）%、（92.10±5.49）%和（89.98±6.89）%;在兔毛囊细胞中分别为（39.38±2.20）%、（40.78±2.61）%和（40.57±2.79）%;毛囊干细胞在支架上能形成复层上皮样结构,AE1/AE3染色阳性。结论兔毛囊干细胞结合电纺纳米丝素纤维,能成功构建组织工程尿道,可用于体内修复的进一步研究。     

组织工程血管化策略的研究进展

体内、外构建组织工程化组织的主要障碍都在于缺少足够的血液供应,也就是血管化问题。组织工程血管化的策略目前主要分为两类。第一类是基于内皮细胞等去构建新的血管,在这个过程中生长因子也有促进新生血管的作用。第二类是基于支架技术,包括天然生物衍生的支架和人工合成支架。本文就组织工程血管化策略的研究进展进行综述。     

组织工程软骨体外构建的相关实验研究

目的 探索组织工程软骨体外构建技术体系可行性.方法 种子细胞选用胎儿软骨细胞(口服药物流产胎儿,胎龄3～6个月).酶消化法获得第1代细胞,以50×106/ml浓度均匀接种于经聚乳酸(PLA)包埋聚乙醇酸(PGA)高分子聚合物支架,形成细胞-支架复合体,在体外静态培养.分别于2周、4周、8周进行大体观察、扫描电镜及组织学检测.结果 体外构建的组织工程软骨,随培养时间延长,色泽由2周时的乳白色逐渐呈现半透明,8周时接近正常软骨外观.扫描电镜显示软骨细胞与材料具有良好相容性,培养7天PGA纤维之间有基质沉积.HE染色示2周有大量软骨陷窝形成和均匀嗜碱性基质分泌,Safranin'O染色示基质有酸性蛋白多糖分布,Massons's trichome染色示基质有胶原成分,但含量较少,经免疫组织化学检测为特异Ⅱ型胶原.培养4周胶原成分开始明显增多,软骨陷窝形态接近成熟,8周细胞外基质蛋白多糖和Ⅱ型胶原含量丰富且分布均匀.结论 以成熟软骨细胞为种子细胞,运用组织工程技术在体外能构建出具有正常软骨组织结构特征的人组织工程软骨.