骨组织工程学研究新进展

组织工程学是应用生命科学和工程学的原理及其技术,以生物材料为载体,研究开发、设计构建或重建具有生理功能的组织和器官,然后移植到人体,成为具有修复、维持或改善受损组织功能的生物替代物的一门新兴交叉学科。骨组织工程学研究主要有三个方面:种子细胞、支架材料、骨组织构建的临床应用。其中骨组织工程学的核心是支架材料,而支架材料要达到理想的骨支架材料的要求,种子细胞要有效与载体材料充分的粘附,并在载体中良好的生长、扩增和分化,才能形成具有骨组织修复功能的细胞——载体复合物。骨组织工程中细胞采用种子细胞与支架材料有效充分粘附可能是解决骨支架问题的一种有效方法,本文就骨组织工程中影响细胞与复合支架材料的因素研究现状和进展做一综述,为骨组织工程的研究提供一点依据,对支架材料的应用提供一定的参考。     

周围神经组织工程种子细胞的研究进展

周围神经组织工程的研究目前还处在起步阶段，主要研究包括：种子细胞的分离和培养，支架材料的开发，人工神经的组织还原。体外构建工程组织的核心方法是首先分离自体或异体组织的细胞，经体外扩增达一定数量后，将这些细胞种植到预先构建好的三维支架上，在适宜的条件下，细胞沿着支架迁移、铺展、生长和分化，最终发育成为具有特定形态功能的工程组织。本文从组织工程方面对种子细胞的研究进展做一综述。     

诱导的人骨髓间充质干细胞在裸鼠体内生成软骨的实验研究

目的 探讨利用组织工程方法，将人骨髓间充质干细胞(MSCs)在体外诱导、培养后，再造软骨组织的可能性。方法 从胸外科手术所获得的肋骨骨髓腔中分离得到人MSCs，经无血清培养基诱导培养为软骨细胞，接种于支架材料上，埋植于裸鼠体内。6周后取材进行大体及组织学观察。结果 大体观察见裸鼠皮下形成包块，触之有韧性；组织学观察可见有大量软骨细胞成堆形成。但尚有部分未降解的支架材料残留。结论 人MSCs在体外经定向诱导后成为软骨细胞，与支架材料复合物可在裸鼠体内形成软骨组织；人MSCs可能成为组织工程软骨的“种子细胞”。     

组织工程中天然支架材料的研究现状

组织工程学是近年来发展起来的一门新学科，是材料学、工程学和生命科学共同发展并相互融合的产物，其最基本的思路是在体外分离、培养细胞，将一定量的细胞接种到具有一定空间结构的支架上，通过细胞之间的相互黏附、生长繁殖、分泌细胞外基质，从而形成具有一定结构和功能的组织或器官，因而，充足的种子细胞、合适的支架及促进种子细胞在支架上增殖分化的因子便成为组织工程的三大要素。其中支架在生产人造组织的过程中起着举足轻重的作用。不同的组织需要不同的支架。一种理想的组织工程支架应当模拟天然的细胞外基质。它必须能维持并引导细胞生长，同时提供细胞生长、分化和细胞间相互作用所需的所有细胞因子，而一旦新生组织形成后，它必须降解以利于新生组织融人周围的宿主组织中。在体外培养时，它必须能让种子细胞能够从培养基中获得营养，在移植后可以有效地血管化并由向内生长的血管供应营养。而且，支架的结构即其机械属性必须符合欲建的组织器官结构。具体说来，这些标准包括：①支架必须具备生物相容性，不能引起宿主的排异反应；②支架必须能够抵抗应力，能够被消毒；③合适的支架必须能以合理的速度降解，并且降解的产物必须无毒，能及时排出体外；④支架须具有合适大小的孔隙以利于大量的种子细胞在其中增殖分化。同时还须让血管能够长人支架。当然，若支架本身能够缓释生长因子之类的生物大分子则更好。要满足如此多的条件绝非易事，故研究者们纷纷探索研究，试图找到理想的材料。一般来说，制造支架的材料可分为三大类，人工合成的、天然的及经过修饰的天然高分子。本文就后两种材料的研究现状进行初步探讨。     

胶原蛋白-几丁聚糖三维骨架构建组织工程血管的可行性

目的 研究胶原蛋白——几丁聚糖构建的三维支架在血管组织工程研究中的可行性。方法 以Ⅰ型胶原蛋白和几丁聚糖为生物材料，体外预构具有三维结构的支架，观察支架的空间立体结构；将培养的种子细胞（人平滑肌细胞和纤维细胞）种植于支架，观察材料与细胞的生物相容性和抗收缩性，并测定材料中DNA含量和胶原蛋白含量。结果 应用相分离技术制备的支架，具有均匀的三维结构和丰富的交通孔，种植种子细胞后可以形成良好的细胞黏附和生长，且选用的支架材料可以抵抗细胞收缩引起的材料变形；培养2、4、6周的材料中，DNA含量和胶原蛋白含量随培养时间延长而明显增加。结论构建的胶原蛋白——几丁聚糖三维支架具有结构均匀、细胞生物相容性好的特点，并具有一定的物理强度，可以应用于血管组织工程研究。     

组织工程技术的发展现状及趋势（四）——组织构建与支撑技术

1组织构建概述 在合适的种子细胞与生物支架材料的基础上,如何进一步进行各种组织的构建是实现组织工程技术在临床中大规模应用及产业化发展的关键。因此,组织构建是组织工程技术的核心。组织工程一般采用2种技术策略：第1种是将种子细胞（组织成体细胞或干细胞）种植于生物可降解三维多孔支架材料内,构筑细胞/支架复合物,经体外生物反应器培养后/或不经体外生物反应器培养植入患者体内,经生物过程在缺陷部位形成组织;第2种是将生物材料或生物材料与生长因子、基因复合物植入体内,经体内生物过程形成组织,此构建策略也被称为原位组织工程。     

医用PLGA（聚乳酸／羟基乙酸）／脱细胞软骨支架的研制与性能分析

目的在不同实验条件下制备多孔PLGA／脱细胞软骨基质支架，分析其结构与性能及作为软骨组织工程支架材料的可行性。方法将PLGA与猪脱细胞软骨基质按不同比例混合，在三种实验温度下，应用冷冻干燥法制备生物多孔复合物支架，并对各支架材料孔径、孔隙率、亲水性、生物力学强度和降解率进行研究。结果多孔PLGM脱细胞软骨基质支架平均孔径为100～300um，脱细胞软骨基质在PLGA三维结构中均匀分布，其结构和性能均符合软骨组织工程支架材料的要求。结论PLGM脱细胞软骨基质支架可用于软骨组织工程研究。     

原位组织工程技术的发展与应用前景

组织工程学（tissue engineering）是一门将细胞生物学和材料学相结合，在体内和体外进行组织或器官构建的新兴学科，其基本方法是将一定数量的具有特定功能的种子细胞与可降解的多孔生物支架材料复合，经过一段时间体外培养后植入体内。支架材料在体内逐渐降解吸收，种子细胞则不断分裂增殖，合成并分泌细胞外基质，最终支架完全降解，形成具有正常结构与功能的新生组织或器官。     

腺病毒绿色荧光表达载体追踪皮肤组织工程种子细胞的转归

目的：用转基因技术标记组织工程种子细胞，探索一种追踪种子细胞转归的方法。方法：用腺病毒荧光表达载体转染人皮肤成纤维细胞，观察转染率及其荧光表达。再将细胞种植在真皮支架上，活体观察荧光标记的效果和持续时间。结果：所制备的腺病毒荧光表达载体能转染靶细胞，转染率＞95％。转染的细胞经一次传代后，尽管荧光强度降低，细胞轮廓仍清晰可见。细胞种植至真皮支架上，观察2周，可以在荧光显微镜下较清晰地观察到培养物活体上细胞的形态。结论：应用腺病毒荧光表达载体标记皮肤组织工程种子细胞以追踪细胞的转归是方便、可行的。     

组织工程骨构建的研究进展

 近年来组织工程技术的迅速发展为骨缺损的治疗开辟了新的思路,其基本原理为在体外构筑支架材料-种子细胞-生长因子复合物,然后移植到骨缺损处,经过材料的吸收和组织的增生,实现自身骨组织代替组织工程骨,最终实现骨的形态和功能上的修复。种子细胞及支架材料是组织工程骨构建的核心,通过对种子细胞的成骨诱导以及对支架材料理化性能的改良可以提高组织工程骨促进骨生成及修复的效能。既往研究表明血管及神经分布对骨形成具有一定的促进作用,因此对组织工程骨进行血管化和神经化也能达到相似效果。随着组织工程技术的发展,目前通过复合构建已制造出具有一定功能的简单组织结构。     

瓣膜组织工程

临床常用的心脏瓣膜移植物是机械瓣和生物瓣。机械瓣有需要终生抗凝的缺点 ,生物瓣最大缺点是植入人体后易钙化变性。为了解决这些问题 ,进行了许多尝试 ,如无支架生物瓣膜、同种主动脉瓣膜和自体肺动脉瓣膜等 ,但都有一定的缺撼。近年来随着组织工程学的兴起 ,出现了组织工程心脏瓣膜 ,能较好的解决瓣膜移植物问题。笔者就组织工程心脏瓣膜的发展现状作一综述。1　组织工程瓣膜的概念组织工程的概念 (tissue engineering,TE)是 Wolter于1984年首次提出 ,其定义是应用生命科学和工程学的原理和方法 ,以分子生物学、细胞生物学和临床医学为…     

基因工程与医学

目的：探讨基因工程研究与医学的关系。方法：对与医学有关的基因工程研究报告和最新成果,加以分析。结果：基因药物,基因诊断和治疗已在临床上取得一定应用。结论：基因工程研究促进医学的发展。     

Principles of engineering design

The paper sets out procedures used in engineering design by listing the various steps in a sequential pattern. This pattern is not universally applicable and the variants on it depend on the type of problem involved and the information available. Of critical importance is the way in which models—physical or mathematical—can be constructed and depending on these, three design methods are described. These types are illustrated by reference to a number of medical aids which have been designed.     

Advances in biomedical engineering

The most visible contributions of biomedical engineering to clinical practice involve instrumentation for diagnosis, therapy, and rehabilitation. Cell and tissue engineering also have emerged as clinical realities. In the next 25 years, advances in electronics, optics, materials, and miniaturization will accelerate development of more sophisticated devices for diagnosis and therapy, such as imaging and virtual surgery. The emerging new field of bioengineering-engineering based in the science of molecular cell biology-will greatly expand the scope of biomedical engineering to tackle challenges in molecular and genomic medicine.     

积极培养医学工程技术人才

本文提出了保证在用医疗设备的应用质量,关键因素是人才的观点,并就如何培养医学工程技术人才提出五点建议.     

组织工程气管上皮组织体外构建的研究

目的：体外构建气管上皮组织，为气管组织工程奠定基础。方法：利用消化法获得气管上皮细胞、成纤维细胞，体外扩增后作为种子细胞，在胶原上接种气管上皮细胞、成纤维细胞，体外构建活性双层气管上皮组织，并行组织学检测。结果：复合培养的组织学苏木精-伊红（H-E）染色切片显示成纤维细胞构成的薄层结缔组织上有气管上皮细胞形成的上皮细胞层：结论：利用胶原成功地在体外构建出了气管上皮组织。