3T3-L1前脂肪细胞与蚕丝支架的体外共培养

蚕丝具各较好的力学性能,生物相容性优于传统的人工合成的可降解高分子材料.实验拟观察蚕丝对3T3-L1前脂肪细胞吸附作用及对细胞形态和功能的影响.将原料蚕丝与经胰蛋白酶消化后的原料蚕丝制成蚕丝复合物三维支架:制备3T3-L1前脂肪细胞悬液,调整细胞浓度为6×1010 L1;将3T3-L1前脂肪细胞悬液接种在支架上,培养1～4周,倒置显微镜观察可见3T3-L1前脂肪细胞伸出细长的突起沿着蚕丝不断向前迁移延伸,细胞首尾相互融合,渐渐连成一片分布于蚕丝网眼内;扫描电镜观察可见细胞与支架紧密贴附,适度伸展,并有基质分泌.结果表明蚕丝复合物三维支架对3T3-L1前脂肪细胞具有良好的吸附作用,并能维持3T3-L1前脂肪细胞正常形态和功能.     

新型多孔β-磷酸三钙作为骨组织工程支架材料的评价

背景: 新型多孔β-磷酸三钙是采用适当配方和独特工艺制成,其气孔率(75±10)%,球型孔>80%,微孔<20%,孔与孔的沟通率达100%,力学强度>2MPa.目的: 评价新型多孔β-磷酸三钙作为骨组织工程支架材料的应用效果.设计、时间及地点: 对比观察实验,于200-07/2006-03在南方医科大学组织工程实验室完成.材料: 6月龄新西兰大白兔12只,制备左侧桡骨1.5cm大段骨与骨膜缺损.多孔β-磷酸三钙为法国bio-lu公司产品.方法: 将兔骨髓间充质干细胞诱导为成骨细胞,与β-磷酸三钙复合培养,倒置相差显微镜和扫描电镜下观察细胞的生长情况,MTT法测定细胞增殖情况判断其细胞相容性.通过不同含量的β-磷酸三钙浸提液对细胞增殖的影响检验其细胞毒性.主要观察指标: 对β-磷酸三钙进行细胞相容性与细胞毒性检测.术后2,6,12周分别取材进行组织学检查,放射性核素骨扫描测定,X射线片检查,观察骨缺损部位的修复情况.结果: 新型多孔β-磷酸三钙细胞黏附性好,细胞毒性为0级.组织学、影像学和放射性核素骨扫描显示能够修复兔桡骨的大段骨缺损,且体内降解速率与骨的形成速率一致.结论: 新型多孔β-磷酸三钙是一种细胞相容性好的骨组织工程支架材料,修复兔桡骨大段骨缺损的效果良好.     

生物型人工韧带的制备及体外检测

背景:目前临床上修复膝关节叉韧带断裂的材料有自体膑腱(BTB)、自体半腱肌和股薄肌,以及同种异体组织移植等,但这些方法都存在一定的局限性.因此,人们研制人工韧带希望能够代替自体和异体移植.目的:探讨以猪肌腱韧带为原料经新的组织处理技术构建生物型人工韧带的可行性.设计:新型生物材料试验.单位:中山大学附属第三医院骨科.材料:肌腱韧带的来源成年猪由中山大学动物中心提供,雌雄不拘.S-520型扫描电镜为日本日立公司产品;LWK-10B微控电子拉力试验机为广州实验设备厂产品.方法:实验于2004-01/2005-06在中山大学动物中心完成.以猪肌腱韧带为原料应用环氧化物作为交联剂加上专门的除抗原技术及蛋白修饰技术制作生物型人工韧带.将来源于6周龄山羊的骨髓基质细胞体外培养后,移植于人工韧带支架中培养3周,应用扫描电镜观察人工韧带形态结构及细胞相容性;应用力学测试分析生物型人工韧带的生物力学特点.主要观察指标:人工韧带形态结构、细胞相容性的生物力学特点.结果: ①人工韧带的形态结构:生物型人工韧带的外观与正常肌腱外观相似.组织学检查显示韧带为无细胞的胶原纤维.电镜检查显示韧带为走向一致的发状纤维样物紧密平行排列,表面有棉絮样物附着,未见细胞.②人工韧带细胞相容性:扫描电镜观察,异种骨髓基质细胞于支架中培养3周后,细胞呈球形黏附在韧带材料表面及孔隙侧壁,并可见细胞分泌的基质沉积于细胞周围,但基质分泌量较少.③力学测试结果:人工韧带直径约5 mm,最大拉力为927.19 N,抗拉强度47.22 N/mm,速度100 mm/min,而正常山羊的ACL直径约5 mm,最大拉力为807.50 N,抗拉强度41.13 N/mm. 结论:应用新的组织处理技术研制的生物型人工韧带有效地去除了猪肌腱异种蛋白的免疫原性,具有良好的生物力学特性和细胞相容性;有望成为生物性人工韧带的理想产品.     

猪小肠黏膜下层作为组织工程肌腱支架的强度

背景:小肠黏膜下层是一种能够适合于细胞迁移、生长和增殖的良好的支架材料,已被应用于组织工程研究。目的:分析猪小肠黏膜下层作为组织工程肌腱支架的可行性。方法:将24只左腿屈趾肌腱缺损罗曼鸡随机分组,实验组于缺损处植入猪小肠黏膜下层与鸡胚趾深屈肌肌腱细胞复合物,对照组于缺损处植入单纯猪小肠黏膜下层,植入后3,6,9周检测两组植入材料肌腱最大拉伸强度。结果与结论:植入后第3周时,实验组和对照组植入材料肌腱最大拉伸强度差异无显著性意义。植入后第6,9周时,实验组植入材料肌腱最大拉伸强度高于对照组(P<0.05)。表明肌腱细胞-小肠黏膜下层材料复合构建的组织工程肌腱力学强度强于单纯小肠黏膜下层材料修复肌腱,可作为组织工程肌腱支架材料。     

单螺旋和3股螺旋蚕丝纤维支架的力学性能及其细胞黏附性能比较

目的:经蚕茧缫丝脱胶而成的丝状纤维是一种无生理活性的天然结构性蛋白,这种结构使丝状支架具有良好的力学性质和生物相容性。观察采用单螺旋和3股螺旋蚕丝两种不同编织方法制备的丝状支架力学性能和细胞黏附性能的差异。方法:实验于2005-10/2006-05在华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科实验室完成。将蚕丝用不同的编织方法制备单螺旋、3股螺旋两种丝状支架,直径4.5mm。实验方法:①丝状支架的力学检测:两种丝状支架各取10cm置于AGS-H多功能材料力学实验机的夹具中,固定后以10mm/min的速度行拉断试验。②对SD大鼠骨髓基质干细胞分离培养。实验评估:①通过拉断实验测定最大载荷、最大拉伸长度及弹性模量。②对骨髓基质干细胞进行苏木精-伊红染色。③扫描电镜观测骨髓基质干细胞与丝状支架的黏附情况。结果:①力学性能检测结果:单螺旋、3股螺旋两种丝状支架的最大载荷、最大拉伸长度、弹性模量[分别为(870±32),(846±20)N;(14.60±0.85),(13.90±0.64)mm;(6519±287),(6373±375)MPa]差异无显著性意义(P>0.05)。②免疫组织化学鉴定结果:骨髓间充质干细胞的细胞膜抗原CD44有阳性表达,CD34均为阴性表达。③骨髓基质干细胞与丝状支架的黏附情况:两种编织方法的丝状支架的丝状纤维表面均光滑,有较多的骨髓间充质干细胞黏附在丝状纤维上。结论:单螺旋和3股螺旋两种丝状支架的力学性能和细胞黏附性能相近。     

组织工程细胞支架的免疫原性研究

目的：以组织工程血管脱细胞支架和仿生髓核组织工程细胞支架、周围神经去细胞神经基膜管为例,介绍组织工程脱细胞支架的免疫原性研究情况. 方法：应用计算机检索Medline 1997-01/2007-03关于免疫原性的文章.检索词“Immunotoxicology”并限定文章的语种类为English.同时利用计算机检索中国期刊全文数据库1997-01/2007-03的相关文章,限定文章语言种类为中文,检索词“组织工程,免疫原性”. 结果：主要组织相容性复合体Ⅰ免疫组织化学方法能够检测血管脱细胞支架的免疫原性;组织学观察及反转录-聚合酶链反应检测γ-干扰素、白细胞介素2、白细胞介素4、白细胞介素10 mRNA表达,可以反映仿生髓核组织工程支架的免疫原性;主要组织相容性复合体Ⅱ抗原可以反映出经过化学萃取后的去细胞预变性神经基膜血管结构保留较完整,免疫原性低. 结论：脱细胞可以极大地降低组织工程支架的免疫原性,从而使得组织工程产品有更广阔的使用前景.     

以交联透明质酸钠为支架体外构建组织工程软骨简

背景：采用组织工程技术再生和重建软骨是目前修复软骨组织缺损效果最好、最有应用前景的方法。 目的：以体外培养的软骨细胞和交联透明质酸钠为支架材料,开发一套体外构建组织工程软骨的完整方案。方法：分离新西兰兔膝关节软骨细胞,制成细胞悬液滴加于交联透明质酸钠支架上,体外复合培养21 d,提取RNA进行RT-PCR检测,制备冰冻切片进行显微观察和免疫组织化学观察。 结果与结论：软骨细胞接种于交联透明质酸钠支架材料后,可贴附于支架上生长,并且大量细胞聚集成团,在支架材料的纤维间隙中生长或呈单层细胞附着于支架材料纤维。细胞-支架复合物表达软骨组织特异性蛋白聚糖基因和Ⅱ型胶原α1基因,以及软骨组织特异性蛋白Ⅱ型胶原蛋白,可维持软骨细胞表型。表明培养的细胞-支架复合物在体外培养可形成软骨细胞外基质,有望获得组织工程软骨组织。     

基因转染脐带间充质干细胞与丝素蛋白构建组织工程脂肪

背景：目前国内外构建组织工程脂肪的方法并不完善,虽然构建出了脂肪,但效果不理想。目的：探讨一种新的构建组织工程脂肪的方法,观察携带重组人胰岛素基因慢病毒载体转染的人脐带间充质干细胞与丝素蛋白复合后在Wistar大鼠体内构建组织工程脂肪的能力。方法：分离培养人脐带间充质干细胞,将携带重组人胰岛素基因慢病毒载体以最适MOI=10转染人脐带间充质干细胞,将转染组与未转染组（对照组）的人脐带间充质干细胞分别接种于丝素蛋白支架,移植于Wistar大鼠背部皮下。移植后12周取材,行荧光原位杂交技术鉴定、组织形态学和扫描电镜观察。结果与结论：①油红O染色显示,两组移植物均呈阳性,证明移植物己在体内合成为脂肪组织,转染组脂肪样细胞数量明显高于对照组（P〈0．01）。②苏木精一伊红染色显示,两组移植物组织结构与正常脂肪组织相似,可见明显新生血管。转染组支架材料降解明显,炎性细胞浸润明显少于对照组,新生血管数量也多于对照组。③扫描电镜观察提示,转染组移植物内脂肪样细胞聚集成团,其结构与正常脂肪组织相似;对照组脂肪样细胞散在分布于支架孔隙内。④提示胰岛素基因能明显促进人脐带间充质干细胞成脂肪化,携带重组人胰岛素基因慢病毒载体转染的人脐带间充质干细胞与丝素蛋白支架复合后,在Wistar大鼠体内能构建出组织工程化脂肪组织,其结构类似正常脂肪组织。     

组织工程心脏瓣膜支架材料的研究和展望

背景：当前应用于临床的生物瓣和机械瓣都存在着一定缺陷,而组织工程心脏瓣膜将避免这些问题成为理想的生物瓣膜替代物。目的：综述近年来组织工程心脏瓣膜支架材料的研究进展及面临的问题。方法：应用计算机检索1990至2011年万方数据库相关文章,检索词为“组织工程,心脏瓣膜,支架材料”,并限定文章语言种类为中文。同时计算机检索1990至2011年PubMed数据库相关文章,检索词为“tissue engineering．heartvalve,scaffoldmaterials”,并限定文章语言种类为English。共检索到文献147篇,最终纳入符合标准的文献61篇。结果与结论：人工心脏瓣膜置换是目前治疗心脏瓣膜性病变的主要外科治疗手段,但现有机械瓣和生物瓣都不是理想的心脏瓣膜置换物,在耐久性,增长潜力,相容性,抗感染方面有着显著的缺陷。组织工程心脏瓣膜是一个活体器官,并具有和自体心脏瓣膜同样的生长,修复和重建能力,这一新概念的提出为构建理想的心脏瓣替换物带来了希望。     

组织工程血管构建中支架材料的特征

组织工程血管的构建是组织工程的重要内容,它是将种子细胞在体外种植于生物可吸收材料的血管支架上,形成多层细胞层,随着支架的吸收,可建立自体血管.组织工程血管应具有高度生物相容性、可塑性、异物反应小、无致血栓生成、无感染等特点,并且随着组织的长大,最终可成为完全意义上的自体血管.文章比较了几种人造血管材料,支架的加工技术,种子细胞和血管培养的内容,便于探寻一种更好制备人造血管的方法.     

高分子生物材料快速成形构建组织工程支架的研究

学术背景:组织工程支架为细胞的生长和组织的再生提供了一个临时平台,在整形外科中有很好的应用前景.很多学者对用于制备支架的可降解生物材料作了研究,传统的材料成形方法因其局限性,逐渐被近年发展起来的快速成形技术所取代.目的:研究高分子生物材料的成形性以及用于制备支架的快速成形技术,为每种技术(三维印刷、熔融堆积成形、选择性激光烧结)选择合适的材料提供参考.检索策略:应用计算机检索CNKI数据库和Elsevier全文电子刊1995-01/2007-12的有关文献,检索词为"生物材料,快速成形,tissue engineering; scaffold; biomaterial; collagen; chitosan; fibrin; PLA; PLGA; PGA; PCL; PEG; rapid prototyping; 3D printing; fused deposition modeling; selective laser sintering".对文献进行筛选,纳入标准:①选取针对性强,相关度高的文献.②对同一领域的文献选择近期发表或权威杂志的文献.③排除重复研究的文献.最后31篇被选用.文献评价:选用31篇文献,其中5篇为综述、其余均为实验研究.资料综合:具有良好的生物相容性和机械性能的聚乳酸、聚乳酸-乙二醇酸、聚己内酯等高分子聚合物,是组织工程支架快速成形技术的首选材料.天然高分子材料如胶原、壳聚糖等的机械性能较差,但生物相容性好,可作为辅料用于支架的快速成形.三维印刷、熔融堆积成形、选择性激光烧结快速成形技术制备出的支架均具有高的孔隙率,高的表面积体积比,孔与孔之间完全通透,宏观形状可控,孔隙率和孔径独立控制等优点.结论:快速成形技术以其快速、经济的工艺流程,为组织工程支架的制备和实验研究提供了一个新途径.     

高分子生物材料快速成形构建组织工程支架的研究

学术背景：组织工程支架为细胞的生长和组织的再生提供了一个临时平台，在整形外科中有很好的应用前景。很多学者对用于制备支架的可降解生物材料作了研究，传统的材料成形方法因其局限性，逐渐被近年发展起来的快速成形技术所取代。目的：研究高分子生物材料的成形性以及用于制备支架的快速成形技术，为每种技术（三维印刷、熔融堆积成形、选择性激光烧结）选择合适的材料提供参考。检索策略：应用计算机检索CNKI数据库和Elsevier全文电子刊1995-01／2007-12的有关文献，检索词为“生物材料，快速成形，tissue engineering；scaffold；biomaterial；collagen；chitosan；fibrin；PLA；PLGA；PGA；PCL；PEG；rapid prototyping；3D printing；fused deposition modeling；selective laser sintering”。对文献进行筛选，纳入标准：①选取针对性强，相关度高的文献。②对同一领域的文献选择近期发表或权威杂志的文献。③排除重复研究的文献。最后31篇被选用。文献评价：选用31篇文献，其中5篇为综述、其余均为实验研究。资料综合：具有良好的生物相容性和机械性能的聚乳酸、聚乳酸-乙二醇酸、聚己内酯等高分子聚合物，是组织工程支架快速成形技术的首选材料。天然高分子材料如胶原、壳聚糖等的机械性能较差，但生物相容性好，可作为辅料用于支架的快速成形。三维印刷、熔融堆积成形、选择性激光烧结快速成形技术制备出的支架均具有高的孔隙率，高的表面积体积比，孔与孔之间完全通透，宏观形状可控，孔隙率和孔径独立控制等优点。结论：快速成形技术以其快速、经济的工艺流程，为组织工程支架的制备和实验研究提供了一个新途径。     

骨组织工程纳米复合支架及其生物学评价

目的:综述骨组织工程常用支架材料的种类及其性能,同时,简介一种新型的,可降解的,具有三维空间网络结构的纳米支架材料——细菌纤维素/羟基磷灰石复合材料,并探讨纳米生物材料的安全性评价.资料来源:检索人为第一作者,检索文献时限为1979-01/2009-06,检索数据库为PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)及CNKI数据库(www.cnki.net/index.htm).中文检索词"骨组织工程,细菌纤维素,安全性评价";英文检索词为"bone tissue engineering,Bacterial cellulose,safety evaluation".资料选择:①文章所述内容与骨组织工程密切相关.②有关于纳米材料安全性评价的文章.结局评价指标:骨组织工程材料的种类及性能,纳米材料的安全性.结果:常用的3种支架材料有天然生物材料,人工合成高分子生物材料及陶瓷材料.单一材料难以满足组织工程所需的机械强度和生物相容性,而生理状态的磷灰石是纳米级,纳米级复合材料更符合仿生的原则.细菌纤维素与具有极好生物活性、骨传导作用和骨结合能力的纳米羟基磷灰石复合制成纤维状复合支架材料,不仅具有足够的强度,还具有骨传导功能,以满足骨细胞在支架上的黏附和繁殖,成为一种很有前途的骨组织工程纳米支架材料.对生物材料生物相容性的研究与评价,不仅要从整体水平去观察材料对人体各系统的影响,从细胞水平去观察材料对细胞的数量、形态及分化的影响,还要深入到分子水平去观察材料对细胞DNA、mRNA以及蛋白表达水平的影响.结论:由于细菌纤维素,羟基磷灰石复合支架材料结合细菌纤维素和羟基磷灰石两种材料的优点,其复合产物的性能将优于传统的骨组织工程产品.对其完成一系列生物相容性评价后,新一代骨组织工程三维纳米纤维仿生支架材料便可安全的投入到临床应用.