组织工程技术及生物材料修复运动性关节软骨损伤

目的：总结组织工程技术及生物材料在防治运动性关节软骨损伤中的应用特点。 方法：以“关节软骨,组织工程技术,生物材料”为中文关键词,以“tissue enginneering, articular cartilage, scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索Pubmed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及维普数据库(http://www.cqvip.com/)1993-01/2010-10的相关文章,排除重复研究或Meta分析类文章。以23篇文献为主,重点对修复运动性关节软骨损伤种子细胞、支架材料、细胞因子及其性能进行讨论。 结果：计算机初检得到104篇文献,根据纳入排除标准,对组织工程软骨的种子细胞、生物支架材料以及用于组织工程中的细胞因子进行总结与分析。种子细胞是制约组织工程软骨进一步临床应用的首要因素,目前常采用的种子细胞有软骨细胞、骨髓基质干细胞和胚胎干细胞等;生物支架材料包括天然材料和人工合成可降解聚合物等;用于软骨组织工程的生长因子主要包括转化生长因子、骨形成蛋白、成纤维细胞生长因子、胰岛素样生长因子等。 结论：迄今为止,无论是工程软骨的种子细胞、支架材料、培养环境等还没有任何一种材料被认为最理想,寻求一种具有良好性能的组织工程化关节软骨是未来研究的重点。但目前很多研究仍处于实验阶段,还有一些问题有待于解决,特别是组织工程细胞支架材料植入体内后,材料的降解与细胞功能发挥是否同步,会不会产生遗传物质改变、基因表达或基因突变等问题,将其应用于临床更需要相关学者专家不断的实践和探索。     

软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损

背景：关节软骨缺损在临床上十分常见,随着分子生物学和组织工程学等学科的不断发展,为关节软骨缺损的修复提供了大量新的方法和思路,利用软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损成为目前骨科领域研究的热点。 目的：总结并讨论目前软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损的研究现状,综述应用软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损的研究进展。 方法：由第一作者应用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI：2000/2010)和Medline(1990/2010)数据库中的相关文章,检索词分别为“关节软骨缺损,软骨组织工程”和“articular cartilage defects (ACD),cartilage tissue engineering”,语言分别设定为中文和英文。共检索得文章786篇,从中选取相关文章44篇,从软骨组织工程学方法修复关节软骨缺损过程中的种子细胞、支架材料和生物因子3个具体方面的研究进展进行归纳及总结。 结果与结论：支架、种子细胞和可调控细胞生长、增殖及分化的生物因子是软骨组织工程的3大要素。软骨组织工程方法主要包括利用体外培养、扩增后的种子细胞,将其种植于支架材料中,在相关调节因素的作用下形成组织工程化软骨,此方法已成为目前治疗关节软骨缺损的重要方法之一,并取得不错的疗效,但迄今为止尚未出现一种法被广泛认可的治疗方案。利用不同新型复合支架材料如修复治疗关节软骨缺损将成为今后研究的主要方向。     

不同材料构建组织工程软骨及支架的应用

背景：组织工程技术的发展为软骨的再生和修复提供了新的途径,根据软骨自身的结构和特点,作为人工软骨的替代材料和支架材料应具有良好的生物力学性能。 目的：总结运动性关节软骨损伤修复材料及其支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物力学特征,评价目前组织工程软骨材料应用的性能及发展前景。 方法：以“组织工程;软骨组织;支架材料;生物相容性”为关键词,应用计算机检索维普数据库和PubMed数据库中1990-01/2011-04关于组织工程软骨应用研究的文章,纳入与有关生物材料与组织工程软骨相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。以24篇文献为主重点进行了讨论组织工程软骨材料的种类、性能及其应用效果和前景。 结果与结论：目前关节软骨修复领域以自体软骨移植效果为最佳,骨髓基质干细胞在离体试验及动物实验中研究较多,在临床应用中较少,尚在探索阶段。支架材料的应用比较繁复,天然材料、人工合成材料以及复合材料都存在一定的不足,虽然复合材料成为研究的热点,但是某些性能并不能很好地符合支架要求,并且在机体内这些材料所带来的长期影响还不能预见,这就迫切需要新材料的出现,来更好地满足组织软骨织支架的要求,达到修复和重建的目的。 关键词：软骨;组织工程;软骨组织;种子细胞;支架材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.08.036     

自体、异体骨软骨移植及组织工程材料修复的关节软骨损伤

背景：关节软骨损伤的修复已成为近年来医学基础研究的一个重要领域。由于关节软骨损伤后不易修复,决定了关节软骨损伤的修复是热点中的难点。目的：概述能够对关节软骨损伤进行修复和功能重建的生物材料,为选择理想的组织工程支架材料提供一种理论上的选择。方法：由第一作者通过计算机检索1989到2014年PubMed数据库和中国知网数据库。英文检索词为“articular cartilage injury,bone graft,tissue engineering scaffold materials”,中文检索词为“关节软骨损伤、骨移植、组织工程支架材料”。检索近年来关于关节软骨的结构和功能、不同关节软骨损伤修复材料的选择及修复过程中影响因素等方面的相关文献,针对目前软骨损伤修复材料的应用作一个较系统的回顾及总结,分别对软骨修复材料各自优缺点进行综合评述,从材料学的视角介绍了几种软骨修复材料在软骨组织工程支架中的应用情况,在此基础上对临床软骨损伤修复提供一种理论上的选择。结果与结论：常用的软骨修复材料包括自体、异体骨软骨移植材料,胶原、透明质酸钠和壳聚糖等天然高分子材料。自体、异体骨软骨移植的修复方法只能暂时的缓解疼痛,修复组织容易发生退变,都不能成功修复损伤软骨,与这些已经投入临床的技术相比,尚处在实验研究阶段的组织工程学技术的临床研究仍在不断进行,在众多关节软骨修复材料中,无论是自体移植材料还是组织工程支架材料其生物力学性能各有不同,且目前还无法再造与天然生成的软骨具有相同力学性能的软骨组织。中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

环境、材料、安全、可控：组织工程技术修复关节软骨的症结*

背景：传统的软骨缺损的修复方法都有其局限性,组织工程技术的出现从根本上改变了“以创伤修复创伤”的传统治疗模式。 目的：总结分析目前组织工程技术修复关节软骨的研究进展。 方法：由第一作者检索1990年至2011年 PubMed数据及中国知网数据库有关应用组织工程技术修复关节软骨方面的文献。共检索中文187 篇,英文211 篇,最终保留49篇进入结果分析。 结果与结论：软骨组织工程的主要方法就是应用工程学和生命科学原理,在体外分离、培养、扩增所需要的种子细胞,然后将之种植于合适的生物支架材料上,将细胞支架复合体植入体内组织缺损部位,并加入一定的诱导条件,逐渐形成新的有功能的软骨组织。文章在种子细胞的选择方面重点叙述了自体软骨细胞、异体软骨细胞、胚胎干细胞、骨髓间充质干细胞的研究进展;在细胞诱导及条件培养方面重点叙述了细胞因子、细胞条件培养、转基因技术的研究进展;并对生物支架材料的选择和研究进行了相关叙述。找到最理想的种子细胞,合理联合应用细胞因子,更加真实的模拟细胞生存的微环境,基因工程安全、高效、可控转染,构建理想的支架材料,将是今后组织工程研究的重点和热点。     

运动性关节软骨缺损支架材料的选择及其生物相容性

背景：骨软骨支架是用于承载细胞,供细胞黏附、生长、增殖、分化的载体。 目的：总结运动性关节软骨缺损支架材料的应用进展及其生物替代材料的生物相容性。 方法：以“关节软骨,生物材料,工程软骨,支架材料,生物相容性”为中文关键词,以“ tissue enginneering ,articular cartilage,scaffold material”为英文关键词,采用计算机检索维普数据库、PubMed数据库1993-01/2010-11相关文章。纳入与有关修复关节软骨损伤、生物材料、支架材料、生物相容性等相关的文章。以20篇文献为重点对运动性关节软骨缺损修复用的生物材料的生物相容性进行了讨论。 结果与结论：天然软骨支架材料因其具有细胞识别信号,故生物相容性好,细胞黏附率高,但力学性能较差。有些人工合成材料生物相容性不理想、亲水性差、对细胞吸附不足,人工合成高分子聚合物生物相容性良好。复合支架利用不同生物材料的优点克制材料的局限性制备理想的复合支架,其混合比例、混合技术还有待进一步研究。目前尚无一种材料完全满足组织工程的要,通过材料制备技术的改进或将几种不同材料的复合,材料的性能会不断的提高。     

组织工程技术修复关节软骨:如何构建新型复合模式?

背景:关节软骨缺损自我修复能力有限,传统手段难以修复,关节软骨组织工程为修复大面积关节软骨缺损提供了崭新的方法和途径。目的:综述组织工程技术修复关节软骨的现状、问题及前景。方法:检索PubMed数据库1982至2015相关文献,以"Articular cartilage,repair,tissue engineering"为检索词进行检索。纳入与关节软骨组织工程修复相关的文献,排除重复性研究。根据纳入标准,排除无关联或重复的文献,最终保留39篇文献进行综述。结果与结论:优良的种子细胞具有软骨细胞分化潜能,目前用于关节软骨修复的种子细胞主要有间充质干细胞、胚胎干细胞、脂肪源干细胞及前软骨干细胞等4大类。生长因子趋向于联合应用,生长因子具有诱导宿主实质细胞在体内生长,提高种植的细胞稳定性,加快组织再生的作用。复合支架材料有利于促进细胞接种和细胞的空间分布,促进细胞增殖,是研究的热点。如何优化种子细胞、支架材料和细胞因子的选择和匹配,建立新型复合模式,以获得最佳的关节软骨修复效果,是未来的重要发展方向。     

组织工程软骨支架材料研究热点与软骨运动损伤的修复

背景:从大量研究资料来看,运用组织工程支架材料修复软骨损伤日趋成熟与多样,构建生物特性与正常关节软骨相似的组织工程软骨已经成为目前研究的热点。目的:对软骨生理特点及损伤因素进行探讨,对目前在关节软骨修复中的生物支架材料进行分类和归纳。方法:作者应用计算机检索PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm),在标题和摘要中以"Cartilage,Damage,Biological Materials,Suppor"或"软骨,损伤,生物材料,支架"为检索词进行检索。选择文章内容与软骨支架材料治疗手段、材料学特点、生物相容性及其应用效果相关,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28篇文献。结果:人体软骨组织损伤后自我康复较难,植入组织工程支架材料成为软骨组织修复的重要手段。软骨组织工程支架材料的选择与研制经历了天然材料、合成材料等由单一材料向复合材料研制的快速发展时期,可注射材料、基因技术和纳米材料以及改性修饰材料技术的运用,正成为目前研究的热点和发展趋势。     

关节软骨组织工程支架材料的研究进展

关节软骨缺损是临床上常见的一种关节病损,由于关节内机械力的影响以及血液供应的缺乏,软骨自身修复能力有限,对于其组织重建和功能恢复的探讨一直是最具有挑战性的课题之一.组织工程学作为一门新兴的学科,其应用生命科学和工程学再生软骨的原理和方法,为解决这一问题提供了新的思路,其中对于支架材料的研究开发在关节软骨组织工程修复中占有重要的地位.将支架材料分为天然生物材料和人工合成材料两大类进行重点阐述,并从支架材料的作用、要求以及空间结构等方面介绍了当前研究比较集中的几类支架的优缺点和发展状况.     

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。     

组织工程技术修复损伤关节软骨的研究与应用

背景：软骨是一种无血管的组织,软骨损伤后自身修复能力有限。当前用于治疗关节软骨损伤的方法从保守治疗到手术治疗多种多样。随着组织工程技术的发展,关节软骨的修复又进入了新的高度。 目的：综述组织工程方法修复软骨损伤的新进展。 方法：由第一作者在2013年5月应用计算机检索2000至2013年PubMed 数据库及CNKI 数据库,英文以“cartilage tissue engineering,cartilage defect;stem cell,scaffold;growth factor”为关键词,中文以“软骨组织工程,软骨缺损,干细胞,支架,生长因子”为关键词,选择内容与软骨组织工程、软骨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64篇文献。 结果与结论：软骨组织工程三大要素——种子细胞、支架和细胞因子,三者必须协调发展和互利。现阶段组织工程方法修复关节软骨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,尚未应用于临床。随着新材料的不断研发,新的组织工程软骨修复材料将兼顾材料学和生物科学的需要,使其更接近机体自身组织生物学特性。在新的技术支持下,动物实验研究也将向临床试验转变,使关节软骨损伤的治疗取得突破性进展。     

脐血间充质干细胞在软骨组织工程中的应用

背景：关节软骨修复再生能力较差,软骨缺损的修复与功能重建是关节外科的一大难题,也是近年研究热点之一,而软骨组织工程技术的发展为其提供了新的思路和方法。 目的：总结和分析脐血间充质干细胞的生物学特性及其在软骨组织工程中的研究与应用。 方法：通过计算机检索中国期刊全文数据库及PubMed数据库2000-01/2010-12的有关文献资料,分别以“脐血间充质干细胞,组织工程,软骨缺损”为中文检索词,“umbilical cord blood mesenchymal stem cells,tissue engineering,cartilage repair”为英文检索词,纳入脐血间充质干细胞和软骨组织工程的相关文献,排除重复性研究,共选取33篇文献做进一步分析。 结果与结论：脐血间充质干细胞以其固有的取材方便、免疫原性较弱、分化能力强以及被病毒细菌污染率低等特有的优势,成为软骨组织工程理想的种子细胞,将在未来软骨组织工程的研究及应用中发挥重要的作用。     

Mesenchymal stem cells for cartilage engineering

Injuries to articular cartilage are one of the most challenging issues of musculoskeletal medicine due to the poor intrinsic ability of this tissue for repair. Despite progress in orthopaedic surgery, cell-based surgical therapies such as autologous chondrocyte transplantation (ACT) have been in clinical use for cartilage repair for over a decade but this approach has shown mixed results. Moreover, the lack of efficient modalities of treatment for large chondral defects has prompted research on tissue engineering combining chondrogenic cells, scaffold materials and environmental factors.This paper focuses on the main parameters in tissue engineering and on the potential of mesenchymal stem cells (MSCs) as an alternative to cells derived from patient tissues in autologous transplantation and tissue engineering. Here we discuss the prospects of using autologous chondrocytes or MSCs in regenerative medicine and summarize the advantages and disadvantages of these cells in articular cartilage engineering.     

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。 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程全文链接：     

腺病毒携带骨形态发生蛋白14基因转染脂肪干细胞修复损伤关节软骨

背景：关节软骨损伤后自我修复能力较弱,主要是由于其缺乏滋养血管并且细胞代谢缓慢等组织特性,目前的治疗方法都不能恢复软骨组织的原有功能,近年来软骨组织工程已引起了越来越多的关注。 目的：观察Ⅰ型胶原海绵支架搭载骨形态发生蛋白14基因转染脂肪干细胞修复兔膝关节软骨损伤的效果。 方法：取兔皮下脂肪组织分离培养脂肪干细胞,用腺病毒真核表达载体Ad-CMV-BMP-14-IRES-hrGFP-1转染脂肪干细胞。Ⅰ型胶原海绵支架搭载转染后的脂肪干细胞,待细胞吸附后对兔膝关节全层软骨缺损进行修复。术后12周取手术关节,从大体方面、组织学方面综合评估缺损修复状况。 结果与结论：骨形态发生蛋白14转染后的脂肪干细胞骨形态发生蛋白14和Ⅱ型胶原蛋白表达及Sox-9基因表达明显高于普通脂肪干细胞。术后12周,支架搭载经骨形态发生蛋白14转染的脂肪干细胞组软骨组织修复良好,平整光滑,光洁度、质地及颜色良好,交界区整合良好。支架搭载脂肪干细胞组软骨组织部分修复,有正常软骨光泽,质地与颜色接近正常,修复组织与正常软骨组织界限明显。单纯支架组几乎崩解塌陷,未见透明样软骨结构形成。结果可见腺病毒携带骨形态发生蛋白14基因转染后脂肪干细胞修复软骨缺损的能力有大幅提升。中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程全文链接：     

组织工程软骨种子细胞的定向诱导分化

背景：软骨修复一直是骨科治疗难题和研究热点。随着组织工程学的发展,近年来应用种子细胞诱导分化为软骨细胞,构建组织工程软骨修复软骨缺损的思路倍受关注,并已取得一定成功。 目的：讨论组织工程软骨的种子细胞选择、成软骨定向诱导分化的培养条件,尤其是细胞因子、诱导方法、培养方式等因素的作用。 方法：计算机检索中国期刊全文数据库及PubMed 数据库2000-01/2010-09相关文章,检索词为“软骨形成,软骨缺损,刺激因子,软骨修复,组织工程,chondrification, cartilage defect; stimulating factor,cartilage repair,tissue engineering”。语种限定为：中文与英文。纳入与软骨形成、诱导分化、组织工程支架方面的基础和临床研究,排除内容陈旧及重复研究。计算机初检得到155篇文献,根据纳入排除标准,最终纳入41篇。 结果与结论：种子细胞在特定细胞因子作用下可定向分化为软骨细胞。通过选择合适的种子细胞及细胞因子定向诱导分化构建组织工程软骨,能够为成功治愈关节软骨缺损提供新思路。软骨定向分化因子转化生长因子β、碱性成纤维细胞生长因子、骨生成蛋白、胰岛素样生长因子、生长激素等调控诱导可通过介质添加物、基因转染、不同培养方式等几种方式促进向软骨方向转化。相信随着软骨定向诱导分化研究的深入,为临床上运用软骨组织工程学来解决关节软骨缺损修复这一难题提供了有效依据,有广泛的临床应用前景。     

自体脂肪间充质干细胞复合人脐带Wharton胶支架修复兔膝关节软骨缺损****◇

背景：脐带Wharton胶富含透明质酸,糖胺多糖及胶原等,成分与天然软骨细胞外基质类似,因此由人脐带提取的Wharton胶很可能是一种较为理想的软骨组织工程支架材料。 目的：评价自体脂肪间充质干细胞复合人脐带Wharton胶支架修复兔膝关节软骨缺损的效果。 方法：将终浓度为1010 L -1、成软骨方向诱导后的兔自体脂肪间充质干细胞与人脐带Wharton胶支架复合,继续培养1周构建组织工程软骨,对兔膝关节全层软骨缺损进行修复(实验组),并与单纯支架修复的对照组及空白组进行比较。术后3个月对修复组织行大体观察、组织学检测、糖胺多糖、总胶原定量检测及生物力学测定。 结果与结论：实验组的缺损多为透明软骨修复,对照组以纤维组织修复为主,空白组无明显组织修复。提示脂肪间充质干细胞作为软骨组织工程种子细胞具有可行性;实验构建的组织工程软骨能有效的修复关节软骨缺损,人脐带Wharton胶可作为软骨组织工程良好的支架材料。