组织工程材料表面物理化学性质对细胞相容性的影响

目的: 从材料表面能、材料表面的亲 / 疏水性、材料表面的电荷状况、材料表面的化学结构和材料表面负载活性因子 5 个方面论述了材料表面物理化学性质对细胞相容性的影响。指出材料表面的物理化学性质对材料的细胞相容性有着较大影响, 暨从这个方面阐明了组织工程材料的细胞相容性问题。资料来源: 应用计算机检索 PUBMED 1997- 12/2006- 12 期间的相关文章 , 检索词为“bio-compatibility, bio-compatibility materials, tissueengineering, tissue engineering materials, cell-compatibility”, 并限定文章语言种类为 English。同时计算机检索万方数据库 1997- 12/2006-12 期间的相关文章, 检索词为“生物相容性, 生物相容性材料, 组织工程, 组织工程材料, 细胞相容性”, 并限定文章语言种类为中文。资料选择: 对资料进行初审, 纳入标准: 与生物相容性组织工程材料相关的文章。排除标准: 重复研究或 Meta 分析类文章。资料提炼: 共收集到 71 篇相关文献, 33 篇文献符合纳入标准, 排除的38 篇文献为内容陈旧或重复。符合纳入标准的 33 篇文献中, 22 篇涉及生物相容性, 11 篇涉及细胞相容性材料。资料综合: ①关于组织工程材料与生物体的相互作用: 综述了高分子组织工程材料在与生物体组织接触时发生各种各样的相互作用。指出了材料与生物体的相互作用情况决定了材料组织相容性的程度; 材料对组织相容性的影响包含着微观分子水平和宏观尺度水平, 而且, 宏观大尺度上的效应比分子尺度上发生的化学效应更为重要。②关于材料表面物理化学性质对材料细胞相容性的影响: 综述了高分子材料表面的化学性质和结构、表面组成、表面能、表面亲 / 疏水性、表面的电荷状况、表面负载活性因子等材料表面物理化学性质对材料细胞相容性的影响。指出这种影响是研究组织工程材料生物相容性的重要内容及进行组织相容性材料设计的重要内容。结论: 材料表面的物理化学性质对材料的细胞相容性有着较大影响, 细胞与聚合物的相互作用是评价材料细胞相容性的指标。细胞与高分子材料间短期的相互作用程度可由细胞与高分子材料表面的黏附程度来评价, 而长期的相互作用可通过检测体外培养细胞的生长情况或在体内植入高分子材料进行长期评估。     

细胞相容性组织工程材料的细胞效应

目的：以细胞的贴壁生长机制为着眼点，从组织工程材料中的细胞相容性材料的发展历程出发，对多种聚合物．多种形貌的材料及其产生的细胞效应进行综述。指出从理论上来说，相对于平滑材料表面，多孔结构的材料表面的优越性；若采用生物降解材料可从根本上解决生物相容性问题。资料来源：应用计算机检索PUBMED 1997—12／2003—12期间的相关文章，检索词为“tissue engineering，tissue engineering materials，cell—compatibility．cell compatibility materials，procession anchorage”，并限定文章语言种类为English。同时计算机检索万方数据库1997-12／2003-12期间的相关文章，检索词为“组织工程，组织工程材料，细胞相容性，细胞相容性材料，贴壁生长机理”，并限定文章语言种类为中文。资料选择：对资料进行初审，并查看每篇文献后的引文。纳入标准：文章所述内容应与细胞相容性组织工程材料相关。排除标准：重复研究或Meta分析类文章。资料提炼：共收集到41篇相关文献，13篇文献符合纳入标准，排除的28篇文献为内容陈旧或重复。符合纳入标准的13篇文献中，2篇涉及细胞的贴壁生长机制，11篇涉及细胞相容性材料。资料综合：①关于细胞的贴壁生长机制：综述了多种体外培养的细胞具有贴壁生长的特性，并简略描述了细胞在培养用基底材料表面贴壁生长过程。在需要促进细胞生长的场合，构建细胞相容过渡层上应采取更有效的方法以补偿孔洞结构造成的负效应。②关于细胞相容性材料：综述了被研究过的多种聚合物、多种形貌的材料及其产生的细胞效应，指出细胞与不同表面形貌的材料之间的相互作用机制仍是研究工作中的难点，也是非常值得研究的课题。材料表面的物理化学性质和拓扑结构对材料的细胞相容性有着较大影响。细胞与聚合物的相互作用是评价材料细胞相容性的指标。细胞与高分子材料间短期的相互作用程度可由细胞与高分子材料表面的黏附程度来评价，而二者之间长期的相互作用则可以通过检测体外培养细胞的生长情况或在体内植入高分子材料进行评估。结论：从理论上来说，相对于平滑材料表面，多孔结构的材料表面的优越性：若采用生物降解材料可从根本上解决生物相容性问题．     

细胞相容性组织工程材料的细胞效应

目的:以细胞的贴壁生长机制为着眼点,从组织工程材料中的细胞相容性材料的发展历程出发,对多种聚合物、多种形貌的材料及其产生的细胞效应进行综述。指出从理论上来说,相对于平滑材料表面,多孔结构的材料表面的优越性;若采用生物降解材料可从根本上解决生物相容性问题。资料来源:应用计算机检索PUBMED1997-12/2003-12期间的相关文章,检索词为“tissueengineering,tissueengineeringmaterials,cell-compat-ibility,cellcompatibilitymaterials,processionanchorage”,并限定文章语言种类为English。同时计算机检索万方数据库1997-12/2003-12期间的相关文章,检索词为“组织工程,组织工程材料,细胞相容性,细胞相容性材料,贴壁生长机理”,并限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文。纳入标准:文章所述内容应与细胞相容性组织工程材料相关。排除标准:重复研究或Meta分析类文章。资料提炼:共收集到41篇相关文献,13篇文献符合纳入标准,排除的28篇文献为内容陈旧或重复。符合纳入标准的13篇文献中,2篇涉及细胞的贴壁生长机制,11篇涉及细胞相容性材料。资料综合:①关于细胞的贴壁生长机制:综述了多种体外培养的细胞具有贴壁生长的特性,并简略描述了细胞在培养用基底材料表面贴壁生长过程。在需要促进细胞生长的场合,构建细胞相容过渡层上应采取更有效的方法以补偿孔洞结构造成的负效应。②关于细胞相容性材料:综述了被研究过的多种聚合物、多种形貌的材料及其产生的细胞效应,指出细胞与不同表面形貌的材料之间的相互作用机制仍是研究工作中的难点,也是非常值得研究的课题。材料表面的物理化学性质和拓扑结构对材料的细胞相容性有着较大影响。细胞与聚合物的相互作用是评价材料细胞相容性的指标。细胞与高分子材料间短期的相互作用程度可由细胞与高分子材料表面的黏附程度来评价,而二者之间长期的相互作用则可以通过检测体外培养细胞的生长情况或在体内植入高分子材料进行评估。结论:从理论上来说,相对于平滑材料表面,多孔结构的材料表面的优越性;若采用生物降解材料可从根本上解决生物相容性问题。     

组织工程支架材料的研究现状

20世纪80年代，美国学者Langer和Vaeanti提出组织工程(Tissue Engineering)的再生医学的新概念，现正在形成组织工程学这门新学科。该学科利用生命科学与工程学的原理与方法，研究和开发具有修复或改善人体组织功能的新一代临床应用结构物，用于替代器官的一部分或全部功能。组织工程提高了组织缺损的治疗水平和患者的生活质量。降低了医疗费用，正在形成高新技术产业。组织工程研究主要有4个方面：种子细胞、支架材料、器官构建、临床使用。其中支架材料和种子细胞是组织工程目前研究的重要内容。介绍人工合成可降解聚合物如聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物、聚丁酸、聚偶磷氮、聚酸酐、聚磷腈、聚酯尿烷等和天然高分子聚合物胶原、纤维蛋白、甲壳素以及透明质酸等作为组织工程支架材料的研究进展概况，包括各自的优缺点和一些改进措施。并指出了今后的研究方向。     

高分子组织工程材料在组织工程中的应用

学术背景：组织工程学的发展为组织或器官的修复与再建提供了可能，组织工程及高分子材料的研究进展值得探讨。目的：从生物相容性的角度出发论述了组织工程的研究内容及高分子组织工程材料在组织工程中的应用。检索策略：由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed数据库1990-01／2007-12相关文献，检索词“tissue engineering, tissue engineering materials, Polymers materials, bio-compatibility, bio-compatibility materials , cell-compatibility , cell-compatibility materials”，并限定文章语言种类为English，同时计算机检索万方数据库1990-01／2007-12期间的相关文章，检索词为“组织工程；组织工程材料；高分子材料；生物相容性材料；生物相容性；细胞相容性；组织相容性”，并限定文章语言种类为中文。共收集到81篇相关文献，对资料进行初审。纳入标准：文章内容应与生物相容性组织工程材料相关。排除标准：重复研究或Meta分析类文章。30篇文献符合纳入标准，排除的51篇文献为内容陈旧或重复。符合纳入标准的30篇文献中，19篇涉及生物相容性，11篇涉及细胞相容性材料。文献评价：文献的来源主要是Pubmed数据库及万方数据库。共得到论著类文章25篇，综述类文章5篇。资料综合：组织工程研究的内容包括种子细胞种植、生物材料植入及细胞移植。细胞的研究包括基因重组技术，将同种、自体或异种的组织体外分解成细胞后培养、增殖后进行构建。材料的研究主要集中于如何将材料与活细胞建成组织工程构建，即具有生物功能的活性材料，由于组织工程材料应具备最佳的材料与细胞界面反应效果，因此设计具有化学分子水平、三维分子水平的细胞，材料杂化界面，具有宏观三维分子水平、符合生物力学要求的装置是组织工程材料研究的核心。高分子材料由于具?     

组织工程支架材料的研究现状

20世纪80年代,美国学者Langer和Vacanti提出组织工程(TissueEngineering)的再生医学的新概念,现正在形成组织工程学这门新学科。该学科利用生命科学与工程学的原理与方法,研究和开发具有修复或改善人体组织功能的新一代临床应用结构物,用于替代器官的一部分或全部功能。组织工程提高了组织缺损的治疗水平和患者的生活质量,降低了医疗费用,正在形成高新技术产业。组织工程研究主要有4个方面:种子细胞、支架材料、器官构建、临床使用。其中支架材料和种子细胞是组织工程目前研究的重要内容。介绍人工合成可降解聚合物如聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物、聚丁酸、聚偶磷氮、聚酸酐、聚磷腈、聚酯尿烷等和天然高分子聚合物胶原、纤维蛋白、甲壳素以及透明质酸等作为组织工程支架材料的研究进展概况,包括各自的优缺点和一些改进措施。并指出了今后的研究方向。     

人工血管材料血液相容性及表面改性

背景:人工血管取于合成材料,是最常用的血管代用品,如何提高血管的通畅性和人工血管材料的相容性是在近年来人工血管研究的重点。目的:综述人工血管材料的生物相容性和血液相容性,归纳近年来国际在生物材料和血液相互作用研究方面出现的一些新方法和视点。方法:由第一作者用计算机检索万方数据库、中国期刊全文数据库和PubMed数据库2001至2014年的文献,检索词分别为"人工血管,生物材料;Biomaterials,Artificial blood vessels"。结果与结论:血液相容性材料的研究虽然历经了很多年,但目前仍然处于探索阶段。血液相容性的影响因素繁多,除血液固有成分外,材料表面界面特征起着决定性作用。目前,材料表面界面特征优化及改性已成为提高其血液相容性的重要途径,但现有的评价体系仍存在一些问题,如敏感指标和有效阳性对照材料的选择及其评价结果量化等。因此良好血液相容性材料的研制及合理、高效血液相容性评价体系的建立依然需要不断努力。     

血管组织工程支架材料的细胞相容性

背景：胶原与透明质酸均有利于组织培养中细胞的黏附、增殖和分化。目的：观察血管内皮细胞、平滑肌细胞与胶胀,透明质酸膜、明胶海绵的细胞相容性,并筛选最佳种植方法。方法：将第3—5代兔缸管平滑肌细胞种植住胶原／透明质酸膜（或明胶海绵）材料上,连续培养2周后将兔内皮细胞接种在平滑肌细胞-胶原／透明质酸膜（或明胶海绵）复合体上,并砹锐竹纯平滑肌细胞与内皮细胞共同接种组。结果与结论：①光镜和扫描电镜观察：细胞在两种材料上均随着培养时间,接种次数增加而生长加快,其中在胶原／透明质酸膜上的细胞生长更好,细胞连接更致密。②WST-1法检测：胶原/透明质酸膜组平滑肌细胞的黏附术及增殖率均高于明胶海绵组（P〈0．05）,且细胞在材料上的生长随着接种次数的增加有不同程度提高。③3H-TDR掺入法检测DNA合成率：在胶原／透明质酸膜上的细胞DNA合成最高,明胶海绵上的较差。表明胶原／透明质酸膜具有较理想的细胞相容性,采用适当间隔、反复接种的方法可提高细胞的黏附和增殖。     

组织工程神经支架修复周围神经缺损的应用与前景

周围神经缺损过去一直是困扰医学界的难题，组织工程神经支架的出现为周围神经缺损的修复开辟了广阔的前景和思路。将神经支架修复神经缺损的研究进展作一综述，并通过分析指出：复合型组织工程神经支架在长段神经缺损的修复中在理论和实际上具有明显的优势，是未来本领域的研究发展方向。     

周围神经组织工程生物材料的生物相容性评价

目的:总结周围神经组织工程生物支架材料生物相容性评价方法的进展。资料来源:应用计算机检索CNKI1990-01/2006-12有关周围神经组织工程生物材料生物相容性评价方面的文章,检索词“神经,组织工程,生物材料,生物相容性”,限定文献语言种类为中文。同时计算机检索ElsevierScienceE-journals1990-01/2006-12有关周围神经组织工程生物材料生物相容性评价方面的文章,检索词“nerve,tissueengineering,biomaterial,biocompatibility”,限定文献语言种类为English。资料选择:对资料进行初审,选取周围神经组织工程生物材料方面的相关文献,开始查找全文。排除中枢神经系统文献。对剩余的文献进行分析,总结研究内容。资料提炼:共收集到相关文献168篇,72篇符合纳入标准,其中30篇有关周围神经组织工程生物材料生物相容性评价方面的文献用于综述。资料综合:周围神经组织工程生物材料生物相容性评价可分为体外和体内两个方面。体外评价即利用生物材料与细胞共培养,通过观察细胞的形态,测定细胞的活力和凋亡等反映细胞的细胞毒性。体内评价最常用大鼠坐骨神经模型,通过普通和免疫组化染色、血液指标检测、器官病理切片等反映生物材料体内局部和整体的相容性。目前,生物相容性评价以短期为主,而其长期评价也是必须的。结论:在常用方法的基础上,一些新的方法逐渐被运用到周围神经组织工程支架材料的生物相容性评价上。对于各种评价方法的“性价比”还需要进一步的分析,以建立一套基本评价体系。     

骨组织工程中细胞种植基质材料的发展

目前研究和实验中的骨组织工程支架材料种类繁多,来源不同,性能各异,但尚无一种材料能够满足支架材料的全部要求,应充分考虑到各种材料的优缺点,发挥各自优势,取长补短,形成复合材料,并含有最佳组合的生长因子释放系统,发挥最佳成骨能力。     

丝素蛋白作为组织工程材料应用于角膜的研究进展

背景：丝素蛋白纤维材料具有透明性、结构可塑性、成分单一性、力学强韧性及生物相容性等特点。目的：综述国内外丝素蛋白应用于角膜组织工程的研究进展。方法：由第一作者在标题和摘要中以“silkfibroin,corneal,ocular”或“丝素,角膜”为枪索词,榆索1980至2011年PubMed及1990至2011年CNKI数据库中关于丝素蛋白角膜的文章。结果与结论：从天然蚕丝中提取的高分子丝素蛋白,因其良好的生物相容性、独特的力学性能、光学透明性及降解速率可控性,既可以单独应用于角膜组织结构的重建,又可与其他组织材料联合应用,成为角膜组织工程学心用的理想材料。现已证明多种角膜细胞可在丝素纤维膜上良好生长,但体外培养的细胞应用f动物模型的相关研究较少;此外丝素蛋白材料植入角膜内对其产生何种影响的研究数据较缺乏,这些均是亟待解决的问题。     

组织工程血管材料体外细胞毒性评价实验研究

目的:为构建组织工程化血管选择支架材料,对材料进行体外细胞毒性评价.方法:以L929为实验细胞,采用四唑盐比色法、琼脂覆盖法对自行合成的4种构建组织工程血管的支架材料进行体外细胞毒性评价实验.结果:以辛酸亚锡为催化剂合成的聚氨酯、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二酯,经四唑盐比色法及琼脂覆盖法实验为合格的医用材料,四唑盐比色法中吸光度值与阴性对照材料比较差异无统计学意义(P>0.05).以二月桂酸二丁基锡为催化剂合成的聚氨酯经四唑盐比色法及琼脂覆盖法实验为不合格的医用材料,四唑盐比色法中吸光度值与阴性对照材料比较差异有统计学意义(P<0.05).结论:四唑盐比色法、琼脂覆盖法在评判生物材料毒性方面,是快速、简便、有效的方法.以辛酸亚锡为催化剂合成的聚氨酯、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二酯可用于进一步的实验研究.     

细胞片工程在组织工程中的应用

背景:细胞片工程可以直接移植单层细胞片到母体组织,也可以通过叠加多层细胞片制得三维结构的组织应用于组织再生,可以弥补传统组织工程技术的不足.目的:介绍细胞片工程在组织工程中的应用和研究进展.方法:由第二作者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,检索词分别为组织工程,温敏性培养皿,细胞片工程和tissue engineering,temperature-responsive culture dishes,cell sheet engineering,语言分别设定为中文和英文.从细胞片工程的简介、细胞片工程的应用及细胞片工程的局限之处与解决方法3个方面进行总结,对细胞片工程在组织工程中的应用与研究进展进行介绍.结果与结论:共检索到82篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入40篇文章.结果表明,对于治疗受损或病变组织,器官移植并不是惟一的治疗方法,组织工程也是很有前景的治疗方法.生物可降解支架作为一种传统的组织工程的方法,在软骨,骨骼,血管等的修复上都取得了成功,但由于其应用范围受到了支架的生物相容性以及降解后副作用的制约,使其不能广泛推广应用.而新兴的细胞片工程由于无需使用支架,能够较好的应用于组织工程.细胞片工程已经在角膜修复,牙周膜修复和肺漏气修复等多个方面获得了成功.随着组织工程的不断发展,细胞片工程必将成为再生医学的重要工具.     

Partially oxidized polyvinyl alcohol as a promising material for tissue engineering

The desired clinical outcome after implantation of engineered tissue substitutes depends strictly on the development of biodegradable scaffolds. In this study we fabricated 1% and 2% oxidized polyvinyl alcohol (PVA) hydrogels, which were considered for the first time for tissue‐engineering applications. The final aim was to promote the protein release capacity and biodegradation rate of the resulting scaffolds in comparison with neat PVA. After physical crosslinking, characterization of specific properties of 1% and 2% oxidized PVA was performed. We demonstrated that mechanical properties, hydrodynamic radius of molecules, thermal characteristics and degree of crystallinity were inversely proportional to the PVA oxidation rate. On the other hand, swelling behaviour and protein release were enhanced, confirming the potential of oxidized PVA as a protein delivery system, besides being highly biodegradable. Twelve weeks after in vivo implantation in mice, the modified hydrogels did not elicit severe inflammatory reactions, showing them to be biocompatible and to degrade faster as the degree of oxidation increased. According to our results, oxidized PVA stands out as a novel biomaterial for tissue engineering that can be used to realize scaffolds with customizable mechanical behaviour, protein‐loading ability and biodegradability. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

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.     

Blood compatibility of human amniotic membrane compared with heparin‐coated ePTFE for vascular tissue engineering

Amniotic membrane (AM), a placenta‐derived natural biomaterial, has several characteristics which make it a potential substitute for blood vessels. However, there are no reports on the effects of the AM on blood components. The aim of this study was to evaluate the blood compatibility of the epithelial and mesenchymal surfaces of the amnion for potential use in vascular tissue engineering. The activation of intrinsic and extrinsic pathways of the clotting system, haemolysis and platelet adhesion were studied and the results were compared with heparin‐coated expanded polytetrafluoroethylene (ePTFE) as a standard synthetic vascular graft. Prothrombin time (PT), activated partial thromboplastin time (aPTT), clotting time (CT) and haemolysis (%) tests showed that both the epithelial and mesenchymal sides of the AM are haemocompatible. Platelet aggregation and P‐selectin production from the platelets showed that the epithelial surface of the AM has less induction of platelet activation than ePTFE. The results of scanning electron microscopy (SEM) demonstrated that platelets in contact with ePTFE had a higher rate of adhesion than with the epithelial and mesenchymal surfaces of the AM. Moreover, the morphological distribution of the platelets showed that the majority of platelets were round, while a large number of cells on ePTFE were dendritic. These results suggest that the AM which contains epithelial and mesenchymal stem cells has appropriate haemocompatibility to be employed in vascular tissue engineering, especially as a vein substitute. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.