组织工程化骨修复胸壁缺损的实验研究

目的　探索利用组织工程化骨修复胸壁缺损的可行性。方法　实验借助组织工程的基本原理和方法 ,利用猪骨脱细胞基质作为可降解支架材料 ,同时体外扩增自体骨髓间质干细胞作为种子细胞 ,体外构建组织工程化骨组织修复实验用北格犬双侧胸壁各 5cm× 5cm缺损 ,同时在构建的组织工程化骨组织中设计“辅助灌流系统” ,定时注入DMEM培养液、BMP等细胞因子和自体骨髓间质干细胞 ,即保证组织工程化骨中细胞早期营养 ,又维持了局部成骨微环境 ,并同时保证了种子细胞来源。结果　 5只实验动物胸廓未见反常呼吸 ,病理切片证明局部骨组织形成 ;单纯材料对照组可降解支架材料基本吸收 ,伴纤维组织形成。结论　组织工程化骨具有良好的生物相容性 ,并具有一定的强度 ,可防止反常呼吸 ,是一种理想的胸壁缺损修复材料     

可降解聚合物作为骨替代材料的研究进展

目前随着关节置换术后翻修病人的增多，以及创伤、骨肿瘤手术切除造成的骨缺损，对于骨替代材料的需求越来越大。自体骨取材有限，且有供区有疼痛及外观欠佳；同种异体骨、异种骨来源仍不足，还有传播爱滋病等传染病以及抗原性消除不彻底等缺陷；钙磷陶瓷类材料具有三维孔隙结构，骨亲和力强，但脆性大、降解难。聚合物又称高分子物质，往往具有黏弹性，强度可以根据分子量调节，从而与人体组织器官的力学性能相匹配。可降解聚合物由于可降解吸收，降解时间能预先设计和调控，因而可作为骨替代材料，在骨缺损修复及骨组织工程领域广泛应用。     

磷酸钙生物陶瓷在骨及软骨组织工程中的应用

为修复肿瘤、创伤及病理因素引起的骨缺损,随着纳米和生物技术的发展,一系列新型的骨组织工程支架材料被制备出来。磷酸钙生物陶瓷作为一种可吸收的生物陶瓷,具有良好的骨传导性能、成骨性能及可控降解性能,在骨组织工程中日益被人们所熟知。同时,磷酸钙有较高的生物活性,对成骨细胞的黏附、增殖及分化等起着重要作用,并可以降低环境改变引起的细胞损害,是较为理想的骨替代材料。为了更好地掌握纳米生物材料的优点和指导制备新型的骨组织工程支架材料,本文对作为骨组织工程支架材料之一的磷酸钙生物陶瓷的种类、理化性质、生物活性、细胞支架的骨组织工程等进行综述,并对其研究和发展作出展望。     

磷酸三钙的特性及其在骨修复中的作用

对于由创伤、肿瘤以及各类感染而造成的骨组织缺损的修复 ,一直是临床上的重要课题。人们对骨替代材料的寻找的历史可追朔到一百多年前 ,从生物惰性材料 (如氧化物陶瓷、金属 ) ,到生物活性材料 (如生物活性玻璃、羟基磷灰石 )及可降解材料 (如乳酸、磷酸三钙 )。理想的骨替代材料 (骨支架 )应具有以下特性 :(1)良好的生物相容性 ;(2 )满足生物力学的要求 ;(3)可以降解 ,且降解过程中不会发生塌陷 ;(4)可作为具有骨诱导和成骨作用的“种植物”的载体。材料的孔径和孔隙率对于以上特性有着非常重要的意义。本文仅就磷酸三钙 (ＴＣＰ)的特性与…     

纳米磷酸钙/氧化锆骨组织工程支架体内降解的实验研究

目的研究纳米磷酸钙/氧化锆骨组织工程支架材料体内降解特性,为进一步构建组织工程化纳米人工骨提供研究依据。方法制作兔股部肌袋,将灭菌的纳米磷酸钙/氧化锆骨组织工程支架材料植入肌袋内,在植入4周、8周、12周、16周时取材通过大体、组织学、扫描电镜观察材料降解情况,同时将材料取出后煅烧,测量残余无机物含量,判断降解的量,同时进行X线衍射实验,测量残余材料的组成。结果材料植入8周内降解较慢,生物力学强度减低不明显,12周时降解加速,材料强度明显减低,16周时新骨形成明显,降解残余材料分布于新形成的骨组织内部,X线衍射发现12周时材料内有羟基磷灰石成分出现,提示有新骨形成,16周时羟基磷灰石成分明显增多。结论纳米磷酸钙/氧化锆骨组织工程支架材料具有较好的降解性和生物相容性,具有诱导成骨作用,可作为骨组织工程的支架材料。     

硅磷酸钙在骨科中的应用

硅磷酸钙(Si-CaP)作为一种人工合成的无机非金属材料,主要成分与人体骨的无机成分接近。骨组织工程研究证实,Si-CaP能支持骨组织细胞迁移和分化,具有良好的生物相容性、生物降解性、骨传导性和骨诱导性,可减少由环境变化引起的细胞损伤。但Si-CaP与植骨界面结合强度较低,无法塑形,易流失,且与自体骨相比,不具备成骨性能。尽管如此,Si-CaP由于具有独特的材料特性,仍有望成为骨组织工程中较理想的骨移植替代材料,并逐渐应用于临床治疗中。该文主要就Si-CaP材料特性及其在骨缺损修复、脊柱融合等方面的应用作一综述。     

组织工程支架材料丝素蛋白研究进展

组织工程支架作为ECM的人工模拟物,其设计原则之一是尽可能地模拟天然ECM的精细结构及成分[1]。因此,支架的构建材料及制备方法的选择显得尤其重要。目前,可用于组织工程支架构建的材料主要包括人工合成的高分子聚合材料和天然来源的生物大分子蛋白。前者尽管具有良好的可塑性、可控的降解速率和优良的机械性能,但往往缺乏生物模拟信号和细胞亲和性;天然来源的生物材料则具有良好的生物相容性和亲水性,是构建组织工程支架的理想材料之一。丝素蛋白(silk fibroin,SF)是一种较佳的天然生物材料,安全无毒、无刺激性,且具有独特的机械性能和良好的生物学活性,不但可以单独用于组织工程支架的构建,还可与其他生物材料联用构建各种支架,广泛应用于皮肤、神经、血管、骨及软骨组织工程领域。本文就SF作为组织工程支架材料在组织工程与再生医学领域的研究现状作一综述。     

纳米生物材料在骨组织工程中的应用

作为骨组织工程的要素之一,三维支架扮演着至关重要的角色。适宜的支架能模仿细胞生长的微环境,为细胞的增殖以及新骨生长提供具有良好生物相容性的三维结构。由于具有良好的生物特性,纳米生物材料成为制备骨组织工程三维支架的理想材料。各种纳米生物材料如纳米复合材料、纳米纤维材料、纳米生物活性材料和可注射性纳米材料被合成并应用于骨组织工程的研究中,呈现出广阔的应用前景。该文对近年来纳米生物材料在骨组织工程中的应用作一综述。     

合成聚合支架材料在泌尿系统组织工程重建中的应用

组织工程为泌尿系统修复重建提供了一种新途径。合成聚合材料是最早应用于泌尿系统组织工程重建的支架材料。早期应用橡胶管、硅胶管等,效果不佳。之后,伴随各类可降解大分子聚合物的应用,合成聚合支架材料在泌尿系统应用的实验研究方面取得长足进步,但仍有尿道狭窄复发、纤维化、结石形成等不足。现今,电纺丝等制备技术、材料表面修饰技术的蓬勃发展、纳米及三维支架概念的提出以及成熟,为合成聚合材料更好在泌尿系统的应用提供可能。作者就合成聚合支架材料在泌尿系统的应用进展做一综述。     

可降解聚合物在骨组织工程中的应用进展

目的 探讨理想的骨组织工程细胞外基质材料的选择和制备。方法 广州查阅了近期有关可降解聚合物作成骨细胞培养支架的文献,总结了各种可降解聚合物在骨组织工程研究中作为细胞外基质材料的优缺点。结果 理想的骨组织工程细胞外基质材料应由无机类材料、人工合成聚合物类材料和天然聚合物类材料组成,并含有最佳的生长因子缓释系统的多孔三维立体泡沫。结论 复合型细胞外基质材料的研制是骨组织工程研究中十分重要而迫切的任务。     

海绵体神经损伤修复后重建修补研究进展

学习近年来海绵体神经损伤后神经重建的方法,查阅与海绵体神经重建修复、勃起功能恢复和神经重建组织学工程相关的文献,发现多种不同材料的移植物用于海绵体神经修复,包括自体神经移植、硅胶管及人工合成的可降解的生物材料。神经营养因子、神经细胞外基质和雪旺氏细胞有助于促进神经的修复。人工合成的神经再生支架材料,尤其是含有神经营养因子和活性细胞的可降解生物材料,是一种比较有前途的海绵体神经修复的治疗方案。     

超细晶生物镁合金的制备及其耐腐蚀性能

与目前临床上普遍采用的不可降解金属骨植入材料相比,可降解生物镁合金具有比刚度、比强度高,密度、杨氏模量与人骨相近等特点,能有效降低应力遮挡效应,具有良好的可降解特性、生物相容性、生物活性及生物安全性,目前受到业界广泛关注[1],被认为是医学介入领域极具发展潜力的新型可降解医用金属材料,在治疗骨折和骨缺损方面具有潜在的优势。但作为骨植入材料,生物镁合金也逐渐显现出一系列问题（如力学性能不足、体内降解速率过快、腐蚀降解不均匀等）,无法满足植入后的骨支撑、骨诱导等服役性能要求。为此,研究者添加微量的合金元素,实现合金化以提高铸态镁合金的强度,但此类镁合金晶粒粗大、第二相偏析,存在较多组织缺陷,使得合金强度较低、塑性较差,无法满足其在医用材料领域的加工性能和使用性能,因此必须通过特种加工新技术来达到细化晶粒,改善第二相形态和分布,控制镁合金组织、力学性能和腐蚀均匀性的目的[2-3]。目前生物镁合金研究主要集中在生物镁合金及加工方法的开发、镁及镁合金的降解行为、镁合金器件的研发及表面改性等3个方面,其应用主要包括骨科修复植入体、心血管支架和组织工程支架。     

软骨细胞体外培养支架材料研究进展

软骨组织损伤后自身修复能力有限,组织工程构建对软骨缺损的修复意义重大,为功能软骨的修复提供了新希望,而软骨细胞体外培养支架的研究是重要一环.运用于骨组织工程的人工合成支架材料来源广、可批量生产、可控降解速度,力学强度好、易于塑形;天然支架材料亲水性强,细胞粘附性、生物相容性好;人工合成材料复合天然材料取各自所长,克服各自缺陷,支架性能提高.通过对材料表面进行修饰,可改善细胞与支架材料的相互作用.通过模拟细胞生长微环境,制备仿生材料,可提高材料的亲水性、对细胞的粘附性,促进细胞的分化增殖.纳米材料的出现为细胞体外培养支架的研究提供了新选择.该文就软骨细胞体外培养支架材料近年的一些新进展作一综述,并预测今后研究的主要方向.     

骨组织工程中硅磷酸钙材料研究进展

硅磷酸钙是一种具有良好的骨传导性能、成骨性能及可控降解性能的新型多孔生物陶瓷材料,主要包括含硅羟基磷灰石和含硅磷酸三钙.在骨组织工程中,硅磷酸钙有较高的生物学活性,对成骨细胞的黏附、增殖及分化等起着重要作用,并可减少环境改变引起的细胞损害,是较为理想的骨替代材料.硅磷酸钙自身不具有成骨性能,这是作为骨支架材料的一大缺憾,有待更深入研究.该文就硅在骨组织代谢中的作用、硅磷酸钙结构和理化性质以及硅磷酸钙实验研究和临床应用进展作一综述.     

骨组织工程支架材料合成技术的进展

组织工程骨是由人工支架材料体外复合扩增的成骨细胞或其前体细胞及生物活性分子构成,高孔隙支架材料在细胞黏附、增殖和新骨组织形成过程中起到最重要的作用。过去的十年,产生和发展了许多合成生物可降解支架材料的技术,骨组织工程研究取得了可喜的成绩。本文主要是回顾这些技术在支架材料的设计、制做工艺,以及各种技术不同参数对支架材料(孔隙率、孔径大小、孔隙连通率等)的影响,阐述不同技术的发展过程的优缺点。     

种子细胞-支架复合体在骨组织修复中的研究进展

针对人体由于创伤、感染、肿瘤、先天畸形等各种原因引起的骨缺损,传统治疗方法多采取自体骨、异体骨移植等手段.虽然自体骨移植作为骨缺损修复的"金标准",但是自体骨取材具有局限性,而异体骨存在的排斥反应、感染等弊端,均成为骨组织修复中无法回避的难题.因此,研究一种理想的人骨代替物已成为骨组织工程的重大课题.良好的人骨替代物通常要符合以下标准:(1)具有良好的生物相容性,降解产物无毒,不引起炎症反应;(2)具有合适的空隙尺寸以便于新骨的长入,骨支架材料的平均孔径需在200～400 μm之间[1];(3)具有一定的机械强度,能为新生组织提供支持,同时材料力学特性可与体内骨力学特性相匹配,人体松质骨的弹性模量在0.1～0.5 GPa,抗压强度在4～12MPa,密质骨的弹性模量在12～18 Gpa.     

生物玻璃生物学性能及其临床应用

生物玻璃是一类性能优良的骨替代修复材料,具有良好的骨传导、骨诱导活性及生物相容性,可在材料与骨组织界面之间形成化学键合,诱导骨修复与再生。生物玻璃复合其他材料,有助于材料性能互补,满足不同临床需要。目前生物玻璃已作为良好的骨修复替代材料应用于临床,并取得了可靠的临床效果。该文就生物玻璃材料表面反应、生物活性和生物相容性、材料复合及临床应用等研究进展作一综述。     

肌腱和韧带组织工程支架材料研究进展

肌腱和韧带损伤的修复治疗方法包括自体移植、异体移植和合成假体替代物的植入.组织工程肌腱和韧带作为生物性替代治疗具有其独特的优点,支架材料作为绀织工程的重要部分对肌腱和韧带的成功构建起着重要的作用.本文就近年来用于肌腱和韧带组织工程的天然和人工合成的支架材料进行综述.     

无机活性元素骨组织工程支架材料的细胞亲和性

目的 评价作为骨修复材料的无机活性元素骨组织工程支架材料的细胞亲和性。方法 测试无机活性元素骨组织工程支架材料的比表面积、孔径分布、孔隙率、吸水率。将体外培养扩增并经过流式细胞仪鉴定的人骨髓间充质干细胞（MSCs）与无机活性元素骨组织工程支架材料复合培养,以单纯接种培养MSCs为对照组,噻唑蓝（MTT）法检测材料对细胞增殖的影响,扫描电镜观察材料表面细胞生长状况。结果 无机活性元素骨组织工程支架材料比表面积为210m^2／g,平均微孔直径为6nm,孔隙率90％,有34％的吸水率。MIT法显示培养至第7天时材料组细胞增殖与对照组有显著性差异（P〈0．05）,扫描电镜下见材料表面细胞生长状况良好。结论 无机活性元素骨组织工程支架材料具有良好的细胞亲和性,是一种较为合适的极具潜力的骨修复材料。     

自体成骨细胞--nBGC复合物修复犬胫骨骨缺损

目的：评价搭载自体骨细胞的纳米仿生材料在体内的组织反应性和骨修复作用。方法：4只犬的双侧胫骨各制作一直径l0mm的单侧皮质骨缺损，一侧骨缺损植人复合自体成骨细胞的仿生生物材料作为实验组，另一侧植人自固化磷酸钙(CPC)作为对照组。于术后8周取材，观察各组X线片、组织学、四环素荧光标记变化，比较骨缺损修复情况。结果：X线检查显示nBGC支架与周围骨组织很快融合，界限模糊；而对照组骨缺损界限仍清晰。nBGC支架内大量新骨组织形成，而在CPC植人组新生骨只沉积于植入物的表面，CPC周围有厚纤维组织条带包裹。结论：nBGC支架在体内既能降解又具有生物活性，能融入骨重塑过程，具有良好的组织反应性和骨修复作用，是一种皂好的组织工程骨支架材料．