丝蛋白纤维生物材料与组织工程

目的介绍并综合分析丝蛋白纤维生物材料的研究进展及其在组织工程中的应用. 方法广泛查阅国外近期关于丝蛋白纤维生物材料的研究文献,着重分析丝蛋白纤维生物材料的特性及可能的应用. 结果丝蛋白纤维不仅与天然胶原一样起支持细胞黏附、分化和生长的作用, 而且是生物相容性良好的、具有独特机械特性并能在较长时间内缓慢降解的一类新型生物材料. 结论丝蛋白纤维生物材料可以作为体外细胞培养的合适基质,并在组织工程中有广泛的应用前景.     

丝素蛋白应用于椎间盘纤维环组织工程的研究进展

[目的]综述国内外有关丝素蛋白应用于椎间盘纤维环组织工程的研究进展,为下一步的实验研究提供理论依据。[方法]广泛查阅近年来国内外有关丝素蛋白的研究成果,尤其是应用于椎间盘纤维环组织工程的相关文献,归纳总结其发展现状和研究进展。[结果]目前丝素蛋白提纯工艺已臻成熟,并且在多个领域得到应用,比如纤维环、软骨、肌腱、韧带组织工程和药物缓释材料等方面。以丝素蛋白为材料制成的支架,结构稳定,力学强度高,还具有良好的生物相容性和可控的生物降解速率,并且能够通过简单的化学修饰来改进各方面的性能。[结论]丝素蛋白作为椎间盘纤维环组织工程支架的理想材料,表现出了良好的发展前景,值得进一步研究和推广。     

丝素蛋白／羟基磷灰石复合材料细胞相容性的研究

目的了解丝素蛋白（silkfibroin,SF）表面修饰对羟基磷灰石（hydroxyapatite,HA）细胞相容性的影响。方法以骨髓基质干细胞（marrowstromalstemcells,MSCs）复合sF表面修饰的HA或单纯材料培养制备组织工程骨,观察MSCs的黏附和生长情况、检测细胞活力和碱性磷酸酶（alkalinephosphatase,A1。P）活性、流式细胞仪分析细胞周期。结果MSCs在材料表面和孔隙内均可黏附和生长,黏附于sF修饰HA的细胞活力和ALP活性明显高于未经SF修饰组。各组细胞周期未见明显变化,未见异倍体细胞。结论sF表面修饰对HA材料的细胞相容性有明显的优化作用。     

丝素蛋白人工神经导管的皮肤致敏实验

目的评价本实验室自制的丝素蛋白人工神经导管对皮肤潜在的致敏性。方法以ISO 10993-10：1995标准,采用最大剂量法,将白化豚鼠分为SF-NGC组、阳性对照（甲醛溶液）、阴性对照（生理盐水）3组,先进行预试验确定主试验各阶段的浓度,然后进行主试验。在激发阶段的敷贴物去除后24h、48h、72h,观察记录各组动物激发部位的皮肤情况,按标准进行评分,并算出致敏率。结果丝素蛋白人工神经导管的皮肤反应记分为0,致敏率为0。结论在试验条件下丝素蛋白人工神经导管无潜在的皮肤致敏性。     

人工神经移植物丝素蛋白导管的生物相容性的初步研究

目的初步探讨人工神经移植物丝素蛋白导管的生物相容性。方法将丝素蛋白导管植入兔子皮下,术后4周、8周、12周、24周取材,切片,HE染色,观察局部组织反应。结果大体观察和组织切片观察,局部组织反应轻,纤维包裹逐渐变薄,丝素蛋白导管至24周完全降解。结论丝素蛋白导管有良好的生物相容性和可降解性,是理想的人工神经移植物。     

脂肪组织工程支架材料的研究进展

组织工程的核心是建立由种子细胞和生物材料支架构成的三维空间结构复合体,生物材料是组织工程发展的关键,随着材料科学、化学和生物学的发展,各种适合细胞生长、繁殖和分化的天然和合成的可降解材料被用来制作组织工程支架。要成功构建工程化的脂肪组织,选择适当的支架     

脂肪组织工程支架材料的研究进展

组织工程的核心是建立由种子细胞和生物材料支架构成的三维空间结构复合体,生物材料是组织工程发展的关键,随着材料科学、化学和生物学的发展,各种适合细胞生长、繁殖和分化的天然和合成的可降解材料被用来制作组织工程支架。要成功构建工程化的脂肪组织,选择适当的支架材料是必不可少的。支架材料为种子细胞提供贴服场所,而     

丝素蛋白生物材料在创面修复中的应用研究进展

丝素蛋白是一种天然纤维蛋白, 具有生物相容性好、降解性能和力学性能可调、宿主炎症反应小、成本低、易制备等特性, 是创面修复的理想基质材料。丝素蛋白可单独使用, 也可将其同其他材料复合, 制备成支架、水凝胶、膜、功能贴片和微针等不同材料, 满足不同创面修复需求, 调控创面修复过程, 在皮肤组织工程中的应用研究急剧增加。同其他天然材料相比, 丝素蛋白通过改善不同时期的细胞增殖、迁移和分化行为来促进组织再生和创面修复, 表现出不同维度的独特优势。综合近年来丝素蛋白创面修复材料研究的进展, 该文重点阐述丝素蛋白及其复合材料在创面修复中的作用机制和应用前景。     

新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外构建组织工程化髓核的实验研究

[目的]观察以新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外构建组织工程化髓核的可行性。[方法]分离培养兔髓核细胞,与丝素蛋白多孔支架在体外复合培养,建立组织工程化髓核模型,通过扫描电镜、HE染色、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原免疫组化以及酶联免疫吸附测定观察细胞在支架上1周和3周的生长及增殖情况。[结果]培养1周后,扫描电镜显示细胞呈球状均匀地贴附在支架内部。细胞-支架复合体HE染色可见支架内部有大量髓核细胞,甲苯胺兰染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。培养3周后,扫描电镜显示细胞成层黏附于支架表面,细胞重叠生长,分泌大量细胞外基质,HE染色可见支架内部有大量髓核细胞填满支架孔隙并分泌大量细胞外基质,甲苯胺兰染色阳性,Ⅱ型胶原免疫组化染色阳性。酶联免疫吸附测定:3周组蛋白多糖含量(52.4±4.5)ng/ml明显高于1周组(29.3±3.6)ng/ml,P<0.05,3周组的II型胶原含量(24.3±1.8)ng/ml明显高于1周组(15.16±1.5)ng/ml,P<0.05。[结论]新型丝素蛋白多孔支架复合兔髓核细胞体外培养生长良好,分泌大量类似髓核样细胞外基质,可以用于体外构建组织工程化髓核。     

BMSCs构建组织工程软骨的研究进展

目的综述BMSCs构建组织工程软骨的进展。方法查阅近10年来有关BMSCs构建组织工程软骨的文献，并进行综述。结果支架为软骨细胞的生长提供了理想的环境，细胞因子和基因修饰可促进BMSCs分化为软骨细胞，三者在软骨组织工程中具有重要作用。结论三维支架的改良、合理使用细胞因子及基因修饰技术的提高，将推动临床上软骨重建技术的发展。     

组织工程骨的研究

目的 综述组织工程骨研究中的种子细胞、支架材料和组织构建的近期进展。方法 广泛查阅近期有关组织工程骨的研究文献，着重在研究和探索人骨髓细胞体外培养、乌贼骨改性和骨组织构建动物实验。结果 人骨髓细胞培养中诱导、分化出成骨细胞；首次将乌贼骨改性为乌贼骨羟基磷灰石；构建出成骨细胞／CHA500R、成骨细胞／乌贼骨羟基磷灰石、成骨细胞／聚羟基丁酸酯等组织工程骨。结论 骨髓来源的成骨细胞和上述支架材料构建的组织工程骨有望在临床上应用。     

聚乙烯醇/柞蚕丝素蛋白材料作为肌腱组织工程支架材料的初步研究

目的检测聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)/柞蚕丝素蛋白(wild antheraea pernyi silk fibroin,WSF)电纺膜与肌腱细胞的细胞相容性,探讨其作为肌腱组织工程支架材料的可行性。方法以质量分数为98%的甲酸为溶剂,配制浓度均为11%的WSF溶液、PVA溶液及PVA/WSF(质量配比为9∶1)溶液,采用电纺丝技术制备WSF、PVA及PVA/WSF电纺膜,扫描电镜观察电纺成丝情况。取5只3日龄SD大鼠尾腱,体外分离培养肌腱细胞并传至第3代进行实验。取浓度为1×106个/mL肌腱细胞分别与PVA及PVA/WSF电纺膜复合培养,4、12 h采用MTT法测量细胞黏附率。取浓度为4.5×103个/mL肌腱细胞,分别于PVA、1/2 PVA、1/4 PVA、PVA/WSF、1/2 PVA/WSF、1/4 PVA/WSF电纺膜浸提液中培养,MTT法测定培养1、3、5、7 d的吸光度(A)值,并进行毒性等级评价。取PVA、PVA/WSF电纺膜分别与细胞密度为1×106个/mL的肌腱细胞悬液100μL复合培养制备细胞-材料复合物,7 d后行HE染色观察,1、3、5、7 d行扫描电镜观察。结果 WSF甲酸溶液无法电纺成丝,PVA和PVA/WSF甲醛溶液均可成功电纺成丝。肌腱细胞与PVA、PVA/WSF电纺膜复合培养4 h后,其细胞黏附率分别为26.9%±0.4%、87.0%±1.0%,差异有统计学意义(t=100.400,P=0.000);复合培养12 h后,其细胞黏附率分别为35.2%±0.6%、110.0%±1.7%,差异有统计学意义(t=42.500,P=0.000)。体外浸提液毒性评价结果显示,培养后1、3、5、7 d各种电纺膜间细胞A值比较,差异均有统计学意义(P<0.05);1/2 PVA和1/4 PVA浸提液细胞毒性等级差异有统计学意义(P<0.05)。细胞-材料复合物的组织学及扫描电镜观察显示肌腱细胞均可黏附于PVA、PVA/WSF电纺膜表面,但PVA/WSF电纺膜上细胞较多。结论 PVA/WSF电纺膜支架材料具有良好的细胞相容性,有望成为肌腱组织工程的理想支架。     

复合类新型骨基质材料生物相容性研究

目的 评价一种新型无机—有机复合类骨基质材料(NBM)的生物相容性。方法 应用组织培养技术对NBM体外复合兔成骨细胞培养1—14天，然后进行形态学观察、细胞增殖、细胞蛋白含量与碱性磷酸团(ALP)活性测定；对NBM采用同种兔体内植入观察2、4和8周，通过倒置显微镜、扫描电镜及组织学观察其体内成骨情况。结果 体外培养时NBM对成骨细胞的体外增殖和ALP的表达无明显抑制作用，成骨细胞与材料可良好黏附、增殖，并分泌大量细胞外基质成分；而细胞—材料复合体肌内植入后4周可见大量淋巴细胞和巨噬细胞浸润，8周仍未见新生骨组织生成。结论 NBM材料的体内外生物相容性差异可能与NBM免疫原性有关，体内植入后引起宿主免疫反应，影响体内成骨。无机—有机复合材料引起的移植免疫排斥反应应引起组织工程研究的注意。     

计算机辅助组织工程的研究进展

目的 了解计算机技术在组织工程学研究方面的应用情况。方法广泛查阅近年有关计算机技术、图像处理、计算机辅助设计及先进制造技术等应用于组织工程研究的相关文献，并进行综述。结果计算机辅助组织工程学是计算机辅助技术和组织工程学相结合产生的新的研究领域，是未来组织工程学研究发展的新方向，包括医学CT／MRI扫描、计算机辅助三维重建、解剖组织建模、计算机辅助设计、快速成型技术、计算机辅助组织工程支架制作、计算机辅助组织植入等。结论计算机辅助组织工程学在组织工程支架制作、人工组织植入等方面用途广泛，是组织工程学研究的新的有效途径。     

胶原材料在药物缓释和组织工程中的研究进展

目的介绍胶原材料在药物缓释和组织工程中的研究新进展. 方法广泛查阅近年相关文献并进行回顾与综合分析. 结果胶原材料在药物缓释与组织工程中的应用研究已取得明显进展,胶原材料已成为组织工程研究的热点之一.一些胶原基质新型药物缓释系统和新型组织工程材料已进入临床论证阶段,将促进胶原材料在组织修复中的临床应用. 结论胶原材料在药物缓释、尤其是组织工程领域具有广阔的应用前景.除将胶原适当交联处理或与其它天然或合成高分子复合外,今后的研究中还应注重利用化学修饰改善胶原性能,通过将性质不同的支链接枝到胶原大分子上,赋予胶原新的特性,从而研制出新一代组织工程材料.     

软骨组织工程研究新进展

目的对近年来软骨组织工程相关研究新进展进行综述,讨论组织工程软骨构建存在的问题。方法查阅近年软骨组织工程领域相关文献,总结最新进展。结果部分软骨组织工程技术已应用于临床;诱导多能干细胞为种子细胞获取提供了新选择;从结构和功能模拟天然基质是目前支架材料研发的热点;诱导自体细胞迁移归巢再生软骨可以避免外源性细胞移植,可能成为新的发展方向。结论干细胞技术的发展、新型仿生支架材料的研发和细胞因子的合理利用进一步推动了组织工程软骨的临床应用。     

Evaluation of stretched electrospun silk fibroin matrices seeded with urothelial cells for urethra reconstruction

Background

We investigated the feasibility of urethral reconstruction using stretched electrospun silk fibroin matrices.

Materials and methods

A novel electrospun silk fibroin matrix was prepared. The structure of the material was assessed by scanning electron microscopy and a porosity test. Canine urothelial cells were isolated, expanded, and seeded onto the material for 1 wk to obtain a tissue-engineered graft. The tissue-engineered graft was assessed using hematoxylin and eosin staining and scanning electron microscopy. A dorsal urethral mucosal defect was created in nine female beagle dogs. In the experimental group, tissue-engineered mucosa was used to repair urethra mucosa defects in six dogs. No substitute was used in the three dogs of the control group. Retrograde urethrography was performed at 1, 2, and 6 mo after grafting. The urethral grafts were analyzed grossly and histologically.

Results

Scanning electron microscope and a porosity test revealed that the material had a three-dimensional porous structure. Urothelial cells grew on the material and showed good biocompatibility with the stretched silk fibroin matrices. Canines implanted with tissue-engineered mucosa voided without difficulty. Retrograde urethrography revealed no signs of stricture. Histologic staining showed gradual epithelial cell development and stratified epithelial layers at 1, 2, and 6 mo. The canines in the control group showed difficulty in voiding. Retrograde urethrography showed urethra stricture. Histologic staining showed that no or only one layer of epithelial cells developed. A severe inflammatory reaction was also observed in the control group.

Conclusions

Stretched electrospun silk fibroin matrices have good biocompatibility with urothelial cells, which could prove to be a potential material for use in urethra reconstruction.     

组织工程尿道重建的研究进展

目的综述组织工程技术在尿道重建中应用的近况.方法广泛查阅近年来有关组织工程尿道重建的文献并进行综述.结果目前已经能够在体外获取、培养和扩增出足够数量的尿路上皮细胞和平滑肌细胞.尿道重建包括只用支架材料,依靠机体诱导新生组织长入或者将细胞与材料复合修复尿道.结论组织工程材料修复尿道下裂、尿道狭窄的小段尿道缺损已获成功,但复杂尿道缺损的重建有待进一步研究.     

角膜组织工程的研究进展

目的介绍并综合分析角膜组织工程的研究进展.方法通过广泛查阅近期相关文献,重点介绍组织工程角膜种子细胞的来源、选择,以及体外培养中各种生长因子对角膜细胞生长繁殖的影响;支架材料的选择和制备及各自的优缺点.结果组织工程角膜种子细胞的来源为人眼的正常角膜细胞,以胎儿角膜为佳;各种生长因子对角膜细胞的培养、生长繁殖,以及与细胞外和细胞间基质的结合有明显促进作用,其中以成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)、角膜细胞生长因子(keratinocyte growth factor, KGF)、转化生长因子(transforming growth factor-β1,TGF-β1)和表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)影响最明显.支架材料可选择动物胶原 壳聚糖、以及黏多糖等,各有其优缺点.结论组织工程角膜可以构建和移植,与受体组织相容性较好,有望成为人体角膜移植的等效物.