生物反应器的设计与组织工程肌腱的构建

目的设计一套生物反应器,能构建具有较好形态和机械力学性能的肌腱组织。方法根据肌腱细胞体内的生物和力学环境,建立了细胞和可降解材料复合物的力学模型,设计了一套能够模拟体内力学环境的生物反应器,采用鸡肌腱为种子细胞培养扩增后接种于聚羟基乙酸(PGA)材料上,形成细胞-材料复合物并置于反应器中培养。设静态培养对照组,通过实验取材进行大体观察、组织学和生物力学检测。结果生物反应器能够构建出具有一定组织结构和机械强度的肌腱。检测结果显示恒定交变应力作用下培养的肌腱优于静态培养的肌腱组织。结论细胞和可降解材料复合物的力学模型具有一定的正确性,通过分析也存在某些局限性;应力作用下可以促进肌腱细胞基质的分泌,蠕变特性成为促进胶原定向排列的重要因素。     

乳鼠成骨细胞与珊瑚-羟基磷灰石支架材料在旋转式生物反应器中培养的实验研究

目的探讨联合运用成骨细胞、珊瑚-羟基磷灰石(CHA)支架材料和自行研制的旋转式生物反应器在体外构建组织工程化骨的可行性.方法运用骨片组织培养法,分离培养Wistar乳鼠的成骨细胞,传至第3代后,形成成骨细胞-CHA复合物,然后在自行研制的生物反应器中培养.通过茜素红(ARS)染色,MTT法及其他组织化学的方法来研究在生物反应器中培养14 d时的成骨潜能.结果成骨细胞和CHA支架材料有良好的生物相容性.在生物反应器中,成骨细胞-CHA复合物培养至第14天时,CHA明显促进了细胞的增殖,ARS染色呈弱阳性反应,同时,碱性磷酸酶(ALP)的分泌减少.结论CHA材料和生物反应器可以为成骨细胞提供良好的生物学及力学环境,三者联合运用有希望成为构建组织工程骨的理想方法.     

CRTER杂志“软组织工程”栏目关于“组织工程血管”研究的组稿内容

<正>○组织工程血管支架材料的研究○生物反应器在血管组织工程中的应用○不同材料构建组织工程化血管支架比较○血管内皮祖细胞在组织工程皮肤构建中的作用     

天然组织工程皮肤支架材料的分类及其免疫原性研究现状

组织工程皮肤是组织工程研究最为成熟的一个领域,其核心内容是构建一种支持细胞生长的三维支架,与角质形成细胞和／或成纤维细胞进行体外复合培养,形成可用于创面覆盖与修复的皮肤等同物。其中支架材料为种子细胞提供了黏附、迁移、增生和分化的空间环境,在组织工程皮肤的构建中起着重要作用。组织工程皮肤支架材料包括人工合成组织工程皮肤支架材料（简称人工合成支架材料）和天然组织工程皮肤支架材料（简称天然支架材料）两大类。     

肝细胞体外培养平台的仿生设计与构建

构建一种能够更好地模拟肝细胞生长环境的体外培养平台。利用先进制造方法中的快速成型技术和微压印技术制作生物反应器和三维支架。将三维支架置于生物反应器中,与蠕动泵、氧和器、储液罐构建肝细胞的体外的动态培养系统。研究培养液流速、氧流量与氧含量的关系并进行参数优化,利用细胞支架复合体进行细胞培养。细胞培养结果显示该系统能够维持肝细胞的正常存活和生长。所设计并实现的动态灌注培养系统,通过调整流速和氧流量,可具有良好的氧合效果和较高的效率,能够更好的模拟肝细胞的体内生长环境。     

胶原凝胶人工皮肤的体外构建

目的 探讨以胶原凝胶为支架材料构建组织工程皮肤的方法.方法 体外分离、培养人皮肤表皮细胞和成纤维细胞,利用本研究所自制胶原蛋白,制备胶原凝胶作为组织工程支架材料;在成功构建人工真皮的基础上,种植表皮细胞,构建人工复合皮肤,运用HE染色与免疫组织化学进行组织学检测.结果 HE染色可见构建的人工复合皮肤具有表皮和真皮双层结构,免疫组织化学染色显示Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白和层粘连蛋白阳性,在形态结构上与正常皮肤相似.结论 培养的人表皮细胞和成纤维细胞种植于胶原凝胶支架行气-液界面培养可构建出具有类似正常皮肤结构的组织工程皮肤.     

组织工程生物反应器嵌入式实时检测控制系统的设计

背景:组织工程生物反应器通过模拟体内环境,可为细胞或组织提供适宜的生长条件,并能培养出与体内结构和功能相似的三维细胞或组织。目的:对水平旋转生物反应器培养细胞或组织的环境需求进行分析,针对其特殊的环境需求提出了基于Linux和ARM9嵌入式处理器的生物反应器检测控制系统设计。方法:以系统对实验室自制的生物反应器进行控制监测。实验主要完成支架材料制备,实验用主要仪器(自动台式灭菌器,气液膜,液液膜电子分析天平等)准备,实验材料-骨髓间充质干细胞的原代、传代培养及制备,以及系统对反应器的转速和蠕动泵控制,温度,pO2,pH值的检测。结果与结论:与单片机控制检测系统相比,改进系统驱动控制方式,提高了控制精度,增强检测灵敏度。同时新设计增加了养分压以及pH值检测,进一步完善了反应器的功能。     

生物反应器在组织工程研究中的应用

生物反应器在组织工程研究中的应用非常广泛,从最初的种子细胞增殖、分化,到关键的组织体外构建,都可以利用生物反应器来模拟细胞和组织在体内的生长环境,提高工程化组织构建的效率。本文结合本期发表的6篇相关文献,介绍了组织工程中研究中生物反应器的作用,建议通过包括生物力学在内的多学科的研究手段,获得调控不同类型细胞生长和组织构建的关键参数,实现功能化组织工程的研究目标。     

纳米材料在组织工程体外细胞培养中的应用进展

组织工程包括细胞和生物支架两部分.其中细胞的活性在很大程度上取决于支架材料的优劣.良好的生物支架应该能尽可能地模拟细胞在体内的内环境,从而提供细胞生长所需的微环境.纳米材料由于很好地模拟了细胞在体内的拓扑结构,从而在组织工程领域得到了越来越广泛的应用.综述了纳米材料在各种细胞体外培养中的作用,初步探讨了纳米材料对细胞促进作用的机制,并对纳米材料在肝脏组织工程中的应用进行了展望.     

血液流体动力学研究与生物反应器在组织工程化心脏瓣膜构建的应用

由于目前临床应用的心脏瓣膜替代物各有其固有的不足，探索以合适的方法构建具有生长活性的组织工程化心脏瓣膜一直是该领域各国学者研究报道的焦点。心脏瓣膜生物反应器模拟了心脏瓣膜在体内所处的血流动力学环境，并具有传质功能，所以在TEHV构建中除了要有足够健康的种子细胞和理想的生物支架材料，生物反应器是不可缺少的。对血液流动力研究进展，心脏瓣膜生物反应器的原理、构造与设计，生物反应器在心脏瓣膜组织工程中的应用范围进行了逐一概述。