组织工程血管模型体外构建的实验研究

目的：在体外环境下，探索构建分别含内皮细胞，平滑肌细胞及成纤维细胞的三层结构的组织工程化血管，三种细胞相互作用，相互支持，形成一个在形态和功能与正常血管近似的组织工程化血管。方法：通过用胶原分别包埋处理的三个管径大小不同，但能相互嵌套的聚羟基乙酸（PGA）管形支架，并种植人脐静脉内皮细胞，人血管平滑肌细胞，人成纤维细胞进行三维立体生长培养，观察细胞生长分化情况。采用酶消化法和组织块法分离培养人脐静脉内皮细胞，人血管平滑肌细胞，人成纤维细胞并传代，纯化，将聚羟基乙酸（PGA）无纺网用胶原溶液包埋，真空冷冻干燥，形成多孔状PGA＋胶原管型支架；接种3代－7代人脐静脉内皮细胞，人血管平滑肌细胞及人成纤维细胞与其内腔面，采用动脉旋转培养技术体外培养3周，行扫描电镜观察。结果：构建后的血管模型，层与层结构紧密，内皮细胞，平滑肌细胞及成纤维细胞分泌细胞外基质，相互进行物质交换，类似于生理条件。结论：该支架具有一定弹性和韧性，在培养液中，能较长时间保持形状。此方法的进一步应用组织工程方法构筑具有分层结构的人造血管打下基础。     

血管内皮细胞与平滑肌细胞复合构建组织工程人工血管的实验研究

目的：构建既具有活性血管平滑肌细胞（VSMC）中膜层，又有血管内皮细胞（VEC）内皮化的复层结构组织工程血管支架材料。方法（1）将聚羟基乙俊（PGA）纤维无纺网，VSMC和胶原纤维相混合，设计构建VSMC活性的组织工程血支架材料。（2）采用酶消化法从兔主动脉中分离培养兔VEC并传代，纯化，接种于组织工程人工血管支架的内腔，体外培养，并行电镜观察。结果：构建的支架材料具有一定弹性和韧性，VEC在其内表达形成较完整内皮细胞层，且VSMC能够保持活性，生长状况良好。结论：经胶原包埋处理的PGA支架可作为组织工程化人工血管研究较理想支架材料，为组织工程方法构建具有分层结构的组织工程血管奠定实验基础     

体外组织工程血管支架内皮化的实验研究

目的：研究兔血管内皮细胞种植于组织工程血管支架内腔面的生长状况。方法：（1）将聚羟基乙酸（Plyglycolic acid,PGA)纤维无纺网和胶原纤维相混合，设计构建组织工程血管支架材料。（2）采用酶消化法从兔主动脉中分离培养兔血管内皮细胞并传代，纯化，接种于组织工程血管支架的内腔面，体外培养，并行电镜等观察。结果：该支架具有一定弹性和韧性，内皮细胞在其内表面形成较完整内皮细胞层，生长状况良好。结论：胶原包埋处理的PGA支架可以作为组织工程人工血管研究的较理想支架材料。为组织工程方法构筑具有分层结构的组织工程血管打下实验基础。     

许旺细胞在支架材料中的三维生长与迁移的研究

目的 研究许旺细胞在聚乳酸(PLA)无纺纤维布及聚羟基乙酸(PLGA)纤维丝上的粘附、三维生长及迁移情况。方法 将许旺细胞／ECM凝胶悬液与PLA无纺纤维布及经胶原、多聚赖氨酸和ECM预处理的PLGA纤维丝复合培养，相差和激光扫描共聚焦显微镜观察许旺细胞在纤维丝中的三维生长和迁移。结果 许旺细胞／ECM悬液，与PLA无纺纤维布复合，随着凝胶的形成，大部份许旺细胞滞留在纤维网孔中，多数细胞和纤维丝贴附，形成多层排列的类似Beungner带状的许旺细胞柱。许旺细胞能贴附在PLGA纤维丝上生长并沿纤维丝移行，ECM凝胶能显著增加贴附和移行细胞数量。结论 ECM凝胶能促进许旺细胞在支架中的黏附、生长与迁移，是构建组织工程化人工神经的良好整合材料。     

新型聚β-羟基丁酯作为血管组织工程支架材料的实验研究

目的：探讨经改性处理后的可降解生物材料聚β-羟基丁酯(PHB)作为血管组织工程支架材料与血管平滑肌细胞的细胞相容性。方法：采用体外培养的免血管平滑肌细胞接种在经胶原包埋处理后的管型PHB支架材料上，用相差显微镜和扫描电镜观察细胞的粘附和生长情况，并行HE染色观察。结果：免血管平滑肌细胞在改性后的管型PHB支架材料上粘附生长良好，扫描电镜下可见细胞生长融合成片状，HE染色示细胞在PHB材料上生长良好。结论：改性后的聚β-羟基丁酯材料与兔血管平滑肌细胞有较好的生物相容性。     

经胶原包埋、修饰的聚羟基乙酸与软骨细胞体外培养的实验研究

目的：探讨经胶原包埋、修饰后的聚羟基乙酸（poloyglycolic acid简称PGA）作为组织技术中细胞培养支架的可行性；方法：将用胶原包埋的PGA和没有包埋的PGA分别与软骨细胞共同置于二氧化碳培养箱中培养，观察二者的亲水性，对细胞的吸附能力和细胞分泌基质的能力进行比较；结果：以胶原包埋的PGA和没有包埋的PGA亲水性没有明显的差异，二者亲水性均不强，而前者对细胞的吸附能力和细胞在其上面生长、分泌基质的能力明显增强；结论：以胶原包埋、修饰的PGA作为组织工程技术中细胞生长的支架，具有很大的应用前景。     

胶原凝胶构建神经组织工程支架的实验研究

目的研究胶原凝胶支架对大鼠BMSCs增殖和分化的影响,探讨其作为神经组织工程支架的可行性。方法利用Ⅰ型胶原制备胶原凝胶支架。采用密度梯度离心法分离培养大鼠BMSCs,取第5代细胞制备胶原凝胶-BMSCs复合体。采用扫描电镜、HE染色观察胶原凝胶支架的形态结构及复合培养后细胞形态;MTT检测该支架对BMSCs增殖的影响。取绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)阳性(GFP~+)BMSCs于胶原凝胶支架中培养24 h,通过激光共聚焦显微镜及活细胞工作站观察细胞生长及与材料的黏附情况。结果激光共聚焦显微镜及活细胞工作站观察示,GFP~+BMSCs均匀分布于胶原凝胶支架内,大部分GFP~+BMSCs呈梭形,部分细胞伸出突起,部分细胞间形成连接,提示BMSCs在三维空间中生长良好。扫描电镜示胶原凝胶支架为多孔纤维网状结构,BMSCs可黏附于该支架材料上,细胞形态良好。MTT检测示,BMSCs于胶原凝胶支架中培养后3、5、7 d的吸光度(A)值均高于单纯BMSCs培养,其中5、7 d时组间差异有统计学意义(t=4.472,P=0.011;t=4.819,P=0.009)。HE染色示,胶原凝胶支架呈均质淡粉染细丝样物质。BMSCs在胶原凝胶内培养24 h后均匀分布其中;7 d时BMSCs形态多样,部分细胞伸出细长突起,具有体外培养的神经元样形态。结论胶原凝胶支架制备简便,具有良好的生物相容性,可作为神经组织工程支架材料。     

胶原凝胶包埋软骨细胞接种CPPf/PLLA支架体外构建组织工程软骨

目的：探讨软骨细胞均匀、高效种植于三维支架的细胞接种方法。方法：将胶原凝胶包埋的软骨细胞整合入CPPf／PLLA三维支架并进行体外培养，细胞计数检测细胞粘附情况，倒置显微镜观察细胞在支架内分布的均一性，组织形态学检测细胞-胶原凝胶-支架复合物形成软骨组织的情况。结果：超过90％的种植细胞能有效、均匀种植于CPPf／PLLA支架，体外培养3周的复合物能形成较成熟的工程化软骨组织。结论：胶原凝胶包埋软骨细胞三维接种能有效提高组织工程软骨的体外构建质量，同时结合了两种材料的优势。     

采用组织工程方法体外构建血管模型的初步实验研究

目的　探索体外构建组织工程化人工血管的可行性。方法　通过酶消化法分离牛主动脉血管内皮细胞,培养、传代,纯化。采用交联胶原包埋处理聚羟基乙酸纤维无纺网(PGA),将第3～7代血管内皮细胞接种于上述材料上,通过特制的旋转装置,缓慢动态旋转培养10天,使内皮细胞在管腔内表面附着生长,扫描电镜观察,采用6-酮-前列腺素-1α放射免疫测试药盒测定管形材料中内皮细胞释放前列环素量。结果　培养血管内皮细胞VIII因子相关抗原抗体染色呈阳性,内皮细胞在管腔内表面贴附良好,细胞之间融合成片,经10天培养,形成较完整内膜层,覆盖率为(91.2±1.5)%,前列环素生成率为（4.6±0.5）μg/cm     

血管内皮生长因子在人工骨血管化中的应用

目的：探讨血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)在人工骨血管化中的作用。方法：(1)将人工骨材料用鼠尾胶原预湿3d后与血管内皮细胞(endothelial cells，ECs)悬液在体外进行复合；(2)在培养液中加入VEGF，并设立对照组；(3)1周后对人工骨材料表面进行电镜扫描，观察细胞生长情况。结果：实验组内皮细胞在人工骨材料表面呈片状生长，细胞形状呈梭形，而对照组内皮细胞黏附较差，细胞形状不规则。结论：VEGF可以促进内皮细胞在胶原包埋的生物陶瓷表面黏附形成血管内皮样结构。     

复合可降解基质膜片制备及血管内皮细胞在其吸附生长的实验研究

目的　制备几种复合可降解基质膜片 ,观察血管内皮细胞在其上的生长情况。方法　用胶原酶消化法分离牛主动脉血管内皮细胞 (VEC) ,另采用两步盐析法提取牛骨 型胶原。将交联胶原包埋处理聚羟基乙酸 (PGA)、聚乳酸 (PL A)及聚β羟基丁酸 (PHB)形成可降解基质材料膜片 ,并接种牛 VEC,采用 MTT法比较 VEC在几种可降解基质材料膜片的生长情况。结果　胶原、PGA/胶原、PL A/胶原膜质地均匀柔韧 ,固定成形 ,具有一定弹性和吸水性 ;MTT比色实验表明 VEC在胶原、PGA/胶原、PL A/胶原上均生长良好 ,优于 PHB/胶原组。尤以 PGA/胶原所形成的基质材料固定成形 ,弹性和韧性好 ,VEC在其上贴附生长良好。结论　通过生物材料与人工可降解材料有机结合 ,PGA/胶原物理性能互补 ,是组织工程再造血管较理想的基质材料之一。     

组织工程学方法体外构建血管的研究

目的 探讨用组织工程学方法构建血管的可行性。方法 实验组：将体外培养、扩增的人脐带动脉平滑肌细胞与用可降解的生物材料聚乙醇酸(PGA)制成的管状结构结合，体外培养1周后植入裸鼠背部皮下。分别于2、4、5、6、11周取材进行大体及组织学检测；对照组：将没有细胞的单纯管状PGA植入裸鼠背部皮下，于相同时间点进行检测。结果 实验组在观测点均形成一内壁光滑的管状结构，组织学检测表明，该结构随观测时间的延长组织学成分也有明显的变化，从开始以PGA为主向平滑肌细胞及其分泌的胶原为主要成分过渡。而对照组则随着PGA的降解管状结构逐渐丧失。结论 组织工程学方法可形成具有一定张力及组织成分的管状结构。该方法用于构建血管是可行的。     

构建带内支撑组织工程睾丸假体的实验研究

目的探讨以医用多孔高密度聚乙烯(high-density polyethylene,HDPE,商品名为Medpor)为内支撑,外裹聚羟基乙酸(polyglycolic acid,PGA)的支架,接种软骨细胞后,于裸鼠体内构建组织工程睾丸假体的可行性及特点。方法取新生雌性长枫杂交仔猪1只,取四肢大关节表面软骨,制备密度为5×107/ml的软骨细胞悬液。将其接种于长短半径分别为6mm和4mm的Medpor,外裹2mm PGA的支架,体外培养2周。取4周龄BALB/C裸鼠10只,随机分为两组(n=5)。实验组:采用制备的细胞-支架复合物植入裸鼠背部皮下;对照组:采用Medpor-PGA复合支架植入裸鼠皮下。8周后处死裸鼠取材,行大体观察、组织学及免疫组织化学观察。结果大体观察:实验组标本形状与体积未发生变化,色泽及弹性与正常软骨相似,软骨与Medpor接合紧密;对照组无软骨形成,外包裹纤维样组织。实验组:HE染色见软骨内存在大量成熟的软骨陷窝,无血管长入,部分PGA尚未降解完全;甲苯胺蓝染色示细胞外基质具有异染特性;藏红花染色示基质中大量蛋白聚糖沉积;型胶原免疫组织化学染色呈强阳性表达。对照组:Medpor被大量富含血管的纤维组织包裹。结论利用Medpor与PGA复合的支架,接种软骨细胞后,可于体内构建出具有预构睾丸形态且组织学良好的Medpor-软骨复合体。     

Tissue-engineered urinary bladder wall using PLGA mesh-collagen hybrid scaffolds: a comparison study of collagen sponge and gel as a scaffold

Purpose: Tissue engineering of the urinary bladder using autologous cells and biodegradable scaffold is a promising method for augmentation. The authors developed 2 hybrid scaffolds by combining poly (DL-lactic-co-glycolic acid; PLGA) mesh for mechanical strength with collagen sponge or gel suitable for cell seeding. The aim of this study was to compare collagen as a scaffold between collagen sponge and gel and to construct a tissue-engineered urinary bladder wall utilizing these hybrid scaffolds.Methods: The PLGA mesh-collagen hybrid scaffolds were prepared by introducing collagen sponge or gel into the PLGA knitted mesh. Urothelial and smooth muscle cells were obtained from porcine urinary bladder wall and were cultured in their respective media. The cells were seeded on these hybrid scaffolds. These constructs were analyzed morphologically and immunohistochemically.Results: The urothelial layer was generated 3 dimensionally by culturing urothelial cells with PLGA mesh and collagen sponge. The smooth muscle layer was constructed by culturing smooth muscle cells with PLGA mesh and collagen gel. And a novel tissue-engineered urinary bladder wall was constructed laminating the urothelial and smooth muscle layers.Conclusions: Ex vivo construction of urinary bladder wall using hybrid scaffolds prepared by combining PLGA mesh with collagen sponge or gel was successful. This tissue-engineered urinary bladder wall allows easy handling and may become a promising tool for bladder augmentation.     

Preliminary experience with tissue engineering of a venous vascular patch by using bone marrow-derived cells and a hybrid biodegradable polymer scaffold

OBJECTIVE: Currently available synthetic polymer vascular patches used in cardiovascular surgery have shown serious shortcomings, including thrombosis, calcification, infection, and lack of growth potential. These problems may be avoided by vascular patches tissue-engineered with autologous stem cells and biodegradable polymeric materials. The objective of this study was to develop a tissue-engineered vascular patch by using autologous bone marrow-derived cells (BMCs) and a hybrid biodegradable polymer scaffold. METHODS: Hybrid biodegradable polymer scaffolds were fabricated from poly(lactide-co-epsilon-caprolactone) (PLCL) copolymer reinforced with poly(glycolic acid) (PGA) fibers. Canine bone marrow mononuclear cells were induced in vitro to differentiate into vascular smooth muscle cells and endothelial cells. Tissue-engineered vascular patches (15 mm wide x 30 mm long) were fabricated by seeding vascular cells onto PGA/PLCL scaffolds and implanted into the inferior vena cava of bone marrow donor dogs. RESULTS: Compared with PLCL scaffolds, PGA/PLCL scaffolds exhibited tensile mechanical properties more similar to those of dog inferior vena cava. Eight weeks after implantation of vascular patches tissue-engineered with BMCs and PGA/PLCL scaffolds, the vascular patches remained patent with no sign of thrombosis, stenosis, or dilatation. Histological, immunohistochemical, and scanning electron microscopic analyses of the retrieved vascular patches revealed regeneration of endothelium and smooth muscle, as well as the presence of collagen. Calcium deposition on tissue-engineered vascular patches was not significantly different from that on native blood vessels. Immunofluorescent double staining confirmed that implanted BMCs survived after implantation and contributed to regeneration of endothelium and vascular smooth muscle in the implanted vascular patches. CONCLUSIONS: This study demonstrates that vascular patches can be tissue-engineered with autologous BMCs and hybrid biodegradable polymer scaffolds.     

兔血管平滑肌细胞和聚羟基丁酯(PHB)的细胞相容性实验研究

目的：探索血管平滑肌细胞和新型可降解材料聚羟基丁酯（PHB）的细胞相容性，为组织工程血管的构建寻找理想的支架材料。方法：将组织块法体上培养与兔血管平滑肌细胞种植在PHB膜片和PHB三维微孔支架上，在相差显微镜下观察细胞的粘附和生长情况。用MTT法测定细胞粘附率和细胞增殖指数，复合培养7天后进行扫描电镜观察并用流式细胞仪（FCM）的测定细胞周期，DNA指数。结果：兔血管平滑肌细胞在PHB膜片上粘附率为77％，细胞增殖符合细胞的生长曲线，在PHB三维微孔支架上生长情况良好，并被证实为二倍体细胞。结论：兔血管平滑肌细胞和聚羟基丁酯（PHB）的细胞相容性较好，但细胞与材料间的粘附有待进一步改善。     

应用脂肪干细胞构建组织工程化小口径血管平滑肌层的实验研究

目的探索利用脂肪干细胞在生物反应器内构建组织工程血管平滑肌层的可行性。方法用抽吸的脂肪获取脂肪干细胞,在生长因子TGF-β1和BMP4作用下诱导成平滑肌细胞,然后将诱导的平滑肌细胞接种于PGA上,将细胞-材料复合物置于生物反应器内进行培养,在模拟胚胎发育血流动力学的刺激下(搏动频率:75次/分;扩展量<5%),构建小口径的血管平滑肌组织。培养8周后,取材行组织学和生物力学检测并与正常血管对比。结果脂肪干细胞在TGF-β1和BMP4的诱导下,细胞呈现平滑肌细胞特有的"波峰-波谷"样生长特点,并表达平滑肌细胞的特异性标记物α-SMA、SM22α、calponin和SM-MHC;反应器内培养8周后,构建的管状组织胶原分泌旺盛,具有一定的力学强度和弹性。结论利用脂肪干细胞可在体外生物反应器内构建组织工程化小口径血管平滑肌层,为临床上小血管病变的修复提供了一种新的可能的途径。