同种异体软骨细胞直接体内构建组织工程软骨的实验研究

目的：研究兔同种异体软骨细胞直接在体内构建组织工程化软骨的可行性。方法：获取1个月龄兔耳郭软骨，分离消化后将软骨细胞种于PDLLA上形成复合物，6h后植于兔皮下，分别于6，12，18周取材行大体和组织学观察以及苏木精一伊红染色、甲苯胺蓝染色和Masson’s三色染色。结果：体内培养6周后，软骨细胞／PDLLA复合物中有基质分泌，软骨细胞不成熟，12周时，软骨细胞接近成熟并形成凹陷，18周时，新生软骨基本接近正常软骨。结论：利用同种异体软骨细胞直接构建组织工程化软骨的方法可以在动物体内形成新的软骨。     

软骨组织工程中细胞外基质的研究

目的：分析软骨组织工程中软骨细胞、软骨基质、生长因子之间的相互作用及细胞外基质替代物的开发。 资料来源：应用计算机检索Medline1995-01／2005-12有关软骨组织工程中软骨细胞外基质的文章，检索词为“cartilage；extraeellular matrix”．并限定文章语言种类为English。 资料选择：对资料进行审阅,选取包括软骨组织工程的文章，并查阅全文。纳入标准：①软骨细胞外基质及其受体。②软骨组织重建相关生长因子。③软骨细胞外基质替代物。排除标准：Meta分析、综述文献、重复研究。 资料提炼：共收集到1 179篇关于组织工程软骨及细胞外基质的文献．纳入符合标准的文献29篇。 资料综合：软骨组织无血管，其自我修复及重建能力有限，较小的创伤就会造成严重的软骨损伤及变性。软骨基质在软骨自身动态平衡及软骨修复等方面起着非常重要的作用，软骨细胞合成、分泌软骨基质并受软骨基质的调控。重建软骨组织就必须考虑软骨细胞及其周围环境的相互作用。 结论：重建关节软骨基质、促进软骨复原，研究软骨细胞和其周围环境之间的相互作用是关键。     

软骨组织工程中种子细胞的应用

成人软骨组织中没有血管和神经,因此受伤后自行修复的能力有限。组织工程技术的出现使修复甚至再造软骨成为可能。但实现组织工程化软骨的重要条件之一是必须获得大量的     

软骨组织工程中细胞外基质的研究

目的:分析软骨组织工程中软骨细胞、软骨基质、生长因子之间的相互作用及细胞外基质替代物的开发。资料来源:应用计算机检索Medline1995-01/2005-12有关软骨组织工程中软骨细胞外基质的文章,检索词为“cartilage;extracellularmatrix”,并限定文章语言种类为English。资料选择:对资料进行审阅,选取包括软骨组织工程的文章,并查阅全文。纳入标准:①软骨细胞外基质及其受体。②软骨组织重建相关生长因子。③软骨细胞外基质替代物。排除标准:Meta分析、综述文献、重复研究。资料提炼:共收集到1179篇关于组织工程软骨及细胞外基质的文献,纳入符合标准的文献29篇。资料综合:软骨组织无血管,其自我修复及重建能力有限,较小的创伤就会造成严重的软骨损伤及变性。软骨基质在软骨自身动态平衡及软骨修复等方面起着非常重要的作用,软骨细胞合成、分泌软骨基质并受软骨基质的调控。重建软骨组织就必须考虑软骨细胞及其周围环境的相互作用。结论:重建关节软骨基质、促进软骨复原,研究软骨细胞和其周围环境之间的相互作用是关键。     

外源性软骨细胞在组织工程化软骨组织形成中的作用

目的：观察腺病毒介导的绿色荧光蛋白(green fluorescent protem，GFP)标记软骨组织工程种子细胞的可行性，探讨外源性软骨细胞在组织工程化软骨组织形成中的作用。方法：实验于2002-01／08在解放军第一军医大学实验室完成。腺病毒GFP表达载体以巨细胞病毒(CMV)为启动子转染体外培养软骨细胞作为种子细胞与poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate)(PHBHH)复合后植入兔体内，术后一定时间取材，确定组织工程化组织的表型，观察GFP的表达。结果：以CMV为启动子的腺病毒GFP载体能有效转染体外培养软骨细胞，转染效率达53．66％。携带GFP的软骨细胞作为软骨组织工程种子细胞，6周和12周形成的组织工程化组织中检测到GFP表达，经苏木精一伊红染色、免疫组织化学检查和特殊染色确定获取的组织为软骨组织，且与未转染软骨细胞形成的组织工程化软骨组织形态学一致。结论：腺病毒介导的GFP能有效转染体外培养软骨细胞，外源性软骨细胞是体内组织工程化软骨组织形成的源细胞。     

脱细胞猪小肠黏膜下层支架复合软骨细胞构建组织工程软骨

背景:关节软骨损伤后无论是否施加干预,都难以达到满意的修复效果.目的:观察以猪自体软骨细胞为种子细胞复合脱细胞猪小肠黏膜下层构建组织工程软骨的可行性.方法:将培养至第3代的猪膝关节软骨细胞接种于小肠黏膜下层膜上,复合培养48 h,构建细胞-载体复合物,光学显微镜、扫描电镜观察软骨细胞在小肠黏膜下层膜上的生长情况.结果与结论:苏木精-伊红染色见细胞在小肠黏膜下层基质层表面呈单层或复层生长;免疫组织化学染色结果显示软骨细胞与小肠黏膜下层表面之间形成一条连续阳性表达条带;扫描电镜见软骨细胞在支架孔隙内贴壁良好生长.     

脱细胞猪小肠黏膜下层支架复合软骨细胞构建组织工程软骨

背景：关节软骨损伤后无论是否施加干预,都难以达到满意的修复效果。目的：观察以猪自体软骨细胞为种子细胞复合脱细胞猪小肠黏膜下层构建组织工程软骨的可行性。方法：将培养至第3代的猪膝关节软骨细胞接种于小肠黏膜下层膜上,复合培养48h,构建细胞-载体复合物,光学显微镜、扫描电镜观察软骨细胞在小肠黏膜下层膜上的生长情况。结果与结论：苏木精-伊红染色见细胞在小肠黏膜下层基质层表面呈单层或复层生长;免疫组织化学染色结果显示软骨细胞与小肠黏膜下层表面之间形成一条连续阳性表达条带;扫描电镜见软骨细胞在支架孔隙内贴壁良好生长。     

软骨细胞的老化对软骨蛋白聚糖代谢的影响

目的：探讨体外培养猪耳软骨细胞在老化过程中，软和糖（aggrecan)的代谢状况与分子结构的变化及其水解酶（aggrecanase)表达水平的改变。由此进一步阐明aggrecan在组织工程软骨构建中起决定性的作用。方法：取体外培养P1－P9各代猪耳软骨细胞及其培养液，爱茜蓝（Alcian Blue)法检测培养液中蛋白聚糖的含量和糖胺聚糖（glycosaminoglycan,GAG)的分子结构。RT－PCR检测aggrecanase-1和－2的mRNA表达水平。结果：在P1细胞的培养液中，蛋白聚糖的含量和长链／高度硫酸化的GAG含量都是最高的。由P4细胞开始，这2项指标均显著减少（P＜0．01），且两者的变化趋势有显著的相关性（P＜0．01）。Aggrecanase-1 mRNA在前3代细胞基本无表达，P4细胞中有显著上升（P＜0．01），随后逐渐减少，P8细胞又不再表达。Aggrecanase-2 mRNA的表达呈随机状态，与细胞代数无显著性相关（P＞0．05）。结论：体外培养软骨细胞的老化对aggrecan的代谢有非常大的影响。一方面aggrecan的合成减少，大分子聚合物形成受阻；另一方面胞外基质的水解作用加剧，最终导致老化细胞的基质崩解。     

三维支架中骨髓间充质干细胞及软骨细胞和脂肪源性成熟基质细胞的成软骨效应

背景：软骨修复的关键是种子细胞在三维支架中的定向分化,但细胞放入三维支架中很难有透明软骨表现。目的：考察3种种子骨髓间充质干细胞,软骨细胞和脂肪源性成熟基质细胞在支架中的成软骨特性。方法：抽取羊骨髓,胰酶消化后获得原代骨髓间充质干细胞细胞、软骨细胞和脂肪源性成熟基质细胞,单层培养扩增。取P1骨髓间充质干细胞,P3软骨细胞和P3脂肪源性成熟基质细胞种植入不同比例（10%,20%,50%,80%,100%）的胶原/透明质酸支架中,在无血清培养液中三维培养。2周后,用SO染色和免疫组织化学染色分析,观察硫酸软骨素和Ⅱ型胶原合成情况。结果与结论：种子细胞在三维支架中特定条件下有成软骨效应,骨髓间充质干细胞在含20%透明质酸的胶原/透明质酸支架扩增少于3代有成软骨效应,软骨细胞传代数更高仍然有成软骨效应,但脂肪源性成熟基质细胞成软骨效应能力较弱。结果提示,在同样条件下骨髓间充质干细胞、软骨细胞较脂肪源性成熟基质细胞有更好的成软骨性能。     

深低温冻存软骨细胞构建组织工程化软骨

目的 :研究深低温冻存的软骨细胞作为种子细胞构建组织工程化软骨的能力。方法 :取 2周龄新西兰兔关节软骨细胞 ,经深低温冻存、复苏及体外培养 ,取第 3代对数生长期培养细胞 ,制成细胞悬液 ,调整其为 5× 10 7个 / ml左右 ,接种于 PGA三维支架材料上 ,复合物体外培养 1周 ,移植于裸鼠皮下 ,术后 12周取材 ,行大体及组织学观察。结果 :经深低温冻存的软骨细胞与新鲜的软骨细胞一样形成了预定形态的软骨结构 ,组织学观察有软骨生成及基质分泌 ,单纯PGA支架及单纯的细胞悬液无软骨组织生成。结论 :经深低温冻存的软骨细胞保持了分裂增殖及合成基质的能力 ,可用于组织工程构建组织工程化软骨     

Co-culture in cartilage tissue engineering

For biotechnological research in vitro in general and tissue engineering specifically, it is essential to mimic the natural conditions of the cellular environment as much as possible. In choosing a model system for in vitro experiments, the investigator always has to balance between being able to observe, measure or manipulate cell behaviour and copying the in situ environment of that cell. Most tissues in the body consist of more than one cell type. The organization of the cells in the tissue is essential for the tissue's normal development, homeostasis and repair reaction. In a co-culture system, two or more cell types brought together in the same culture environment very likely interact and communicate. Co-culture has proved to be a powerful in vitro tool in unravelling the importance of cellular interactions during normal physiology, homeostasis, repair and regeneration. The first co-culture studies focused mainly on the influence of cellular interactions on oocytes maturation to a pre-implantation blastocyst. Therefore, a brief overview of these studies is given here. Later on in the history of co-culture studies, it was applied to study cell-cell communication, after which, almost immediately as the field of tissue engineering was recognized, it was introduced in tissue engineering to study cellular interactions and their influence on tissue formation. This review discusses the introduction and applications of co-culture systems in cell biology research, with the emphasis on tissue engineering and its possible application for studying cartilage regeneration.     

Injectable cartilage tissue engineering

Cartilage is the tissue that lines the surface of bones in articulating joints, allowing painless joint movement. Cartilage loss is an increasingly significant problem, particularly with the ageing of active baby boomers, with few efficacious treatments available at present. Tissue engineering is a field that has evolved over recent years to combat tissue loss by providing a living tissue equivalent or substitute that can mimic the properties of the lost tissue. The general strategy of tissue engineering is to place cells on a biomaterial scaffold that is designed to promote cell function and form new tissue. This review describes the status of materials that are available as injectable scaffolds for tissue engineering and the numerous cell types that can be applied to cartilage repair, including cells derived from cartilage and stem cells. The current state of injectable cartilage tissue engineering and the hurdles that remain for widespread clinical application are discussed.     

组织工程软骨与柚皮苷联合修复兔膝关节软骨缺损的组织学证实

背景：目前临床上虽有多种方法用于治疗软骨缺损,但没有从根本上解决关节软骨缺损修复问题。目的：通过组织学研究进一步评价柚皮苷结合组织工程软骨修复兔关节软骨缺损的效果。方法：取兔骨髓间充质干细胞体外增殖后,复合于改建后的脱细胞真皮基质载体上,制成组织工程软骨,植入到兔膝关节软骨缺损,并以柚皮苷汤灌胃,于4,8周后分别对修复组织进行苏木精-伊红、Masson三色染色、甲苯胺蓝染色、Ⅱ型胶原染色、Ⅹ型胶原染色等组织学检查。结果与结论：术后8周,柚皮苷结合干细胞复合体组缺损处修复组织变成乳白色,半透明光滑组织,缺损修复组织与周围正常软骨已基本难区分,表面光滑。组织学检查发现修复缺损处基本为新生软骨填充。结果证实,柚皮苷结合组织工程软骨能提高家兔膝关节软骨缺损的修复质量。     

软骨组织工程与耳鼻咽喉组织工程软骨

组织工程的核心是建立有种子细胞和生物材料构成的三维空间复合体,复合体为种子细胞提供获取营养、气体交换,废物排泄和生长代谢的场所,随着种子细胞生长分化和生物材料的降解吸收,最终形成新的、能永久替代、具有与原组织或器官相同形态和功能的有生命力的生物体,也即组织和器官的再生。软骨由于其独特的组织结构和缺损修复应用的迫切性,成为当前组织工程研究的热点之一,已取得重要进展。     

软骨组织工程研究中的刺激因子

组织工程中刺激因子的作用是诱导、加速或,和增强软骨形成.生长因子与其添加物加入体外培养介质中或加入支架中体内递送以控制细胞分化和组织形成.目前,许多生长因子以及其他可溶性因子如透明质酸、硫酸软骨素和胰岛素已开始被单一地或协同地应用于软骨组织工程,其作用效果依赖于细胞的类型和培养条件.基因治疗利用过分表达的生物活性分子作用于细胞是另一种局部转导的方法.另一种刺激因子是调节负载方式的机械信号,如流体静压和动态压力或通过生物反应器.目前应用于软骨组织工程中的生物反应器包括:平行平板生物反应器、旋转壁式生物反应器以及同轴圆柱生物反应器.生物反应器可以提高营养传输能力,提供流体动力环境,施加液诱导剪应力,进而促进软骨特异性基质蛋白的合成.     

软骨组织工程研究中的干细胞

近来,干细胞作为一种自体软骨细胞的替代物,在软骨组织工程中日益得到重视.骨髓源性干细胞在多种条件下均能表现出软骨形成的潜能.脂肪源性十细胞是一种从脂肪组织中分离获得成的纤维细胞样干细胞群,经体外一段时间培养后,获得稳定的扩增,其衰老的水平较低,在三维培养环境下可分化为软骨细胞.肌肉、滑膜和骨膜是骨髓和脂肪组织之外的用于软骨修复的其他干细胞源.人类胚胎干细胞和原代软骨细胞共培养,可以诱导软骨形成,但对其选择纯化较为困难,且胚胎十细胞具有致瘤性,临床使用尚存在伦理学问题.     

Matrix metalloproteinases and inhibitors in cartilage tissue engineering

Inhibiting matrix metalloproteinase (MMP) activity has been considered as a potential therapeutic treatment that may modify the outcome for osteoarthritis (OA), a disease governed by abnormalities in the balance between MMPs and their inhibitors. Due to unexpected tissue fibrosis in early-phase clinical trials with some MMP inhibitors, possible divergent effects of inhibiting MMP activity on different cells are hypothesized. Therefore, we evaluated the effects of MMP inhibition on cells relevant to cartilage tissue engineering by culturing them in vitro in poly(ethylene glycol) diacrylate hydrogels to create 3D representations of cartilage tissue while allowing for local and direct administration of inhibitors. Mesenchymal stem cells demonstrated an inhibitor concentration-dependent decrease in extracellular matrix (ECM) deposition, while normal chondrocytes were mainly affected at the highest concentration of inhibitors. In contrast, the concomitant treatment of chondrocytes from patients with OA resulted in an increase in glycosaminoglycan content only in the presence of both inhibitors and anabolic growth factors. The observed upregulation of bone markers, however, indicates a delicate balance that must be addressed to therapeutically treat OA chondrocytes to stimulate more ECM production without errant bone formation. In conclusion, this study suggests that MMPs have complex interactions in both pathobiology and homeostasis.     

海藻酸盐在软骨组织工程中的应用

学术背景:以生物材料作为细胞生长的三维支架,利用组织工程技术生产用于移植治疗的软骨组织是当前研究的重点。目的:对海藻酸盐在软骨组织工程中的应用情况作简述。检索策略:应用计算机检索PUBMED数据库1966-10/2007-07的相关文章,检索词为"Tissue engineering,Cartilage tissue engineering,Alginate",并限定文章语言种类为English。同时计算机检索万方及CNKI数据库1979-10/2005-10的相关文章,检索词为"组织工程、软骨、海藻酸盐",并限定文章语言种类为中文。对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文。纳入标准:文章所述内容应与海藻酸盐在软骨组织工程中的应用情况相关。排除标准:重复研究或不相干文章。共收集到314篇相关文献,258篇文献符合纳入标准,排除的56篇文献为内容陈旧或重复。符合纳入标准的文献中,精选其中55篇用作研究分析。文献评价:文献的来源主要是海藻酸盐在软骨组织工程中的应用情况的研究。55篇符合纳入标准的文献中,中文23篇,英文32篇,其中动物实验和在体、离体、细胞学实验50篇,综述、述评类文献5篇。资料综合:通过对藻酸盐的生物学特性、不同组织来源的种子细胞与藻酸盐载体、不同塑形形式的藻酸盐载体及相关生物刺激因子(素)在以藻酸盐为载体的软骨组织工程中的应用等方面作了综述分析。结论:藻酸盐载体来源丰富,具有易塑形、易于细胞吸附、营养物质易于渗透等特点;但藻酸钙也存在体内吸收差和有一定抗原性等缺点。海藻酸盐构建的组织工程化软骨在力学性能、组织结构等方面与正常软骨相比还有一定的差距,有待进一步研究提高。