组织工程心脏瓣膜支架材料的应用进展

随着组织工程学的发展，组织工程心脏瓣膜的构建研制已取得了初步的进展。在组织工程心脏瓣膜的构建研制中，支架材料是成功与否的关键因素之一，本综述近年来作为组织工程心脏瓣膜支架的各种材料的特点，各类型材料的优缺点，以有支架材料的发展方向。     

组织工程心脏瓣膜支架材料的研究与进展

背景:组织工程心脏瓣膜有望克服生物瓣膜和机械瓣膜的缺点而从根本上解决瓣膜病外科面临的问题.其中,支架材料扮演着关键角色,而选择何种支架材料是经常困扰研究者的难题.目的:文章在强调细胞外基质与细胞的相互作用在组织动力学中有重要作用的基础上,对目前广泛使用的支架材料及其优缺点进行简要综述.方法:使用Pubmed文献检索数据库,采用医学主题词检索,检索词为"心脏瓣膜;组织工程",时间范围为2000-01/2009-08,语言限定为英文.共检索到186篇文章,其中综述34篇,实验研究152篇.选择文章主要内容与组织工程心脏瓣膜支架材料直接相关的、针对性强、代表性好、相关领域权威杂志的文章共39篇进行综述.结果与结论:天然支架材料因其优越的生物相容性和三维空间构象,具有其他材料不可比拟的仿生性.合成可降解高分子材料具有良好的可控性和力学性能也备受研究者青睐,而将天然材料和高分子材料融合一体构建的复合支架材料为组织工程心脏瓣膜的研究提供了新的策略和方向,具有广阔的应用前景.     

组织工程心脏瓣膜支架材料的选择与应用

背景：支架材料的选择在组织工程心脏瓣膜中起着至关重要的作用,支架材料的选择也就影响着组织工程心脏瓣膜的构建效果。目的：评价组织工程心脏瓣膜支架材料的的优缺点,并对其选择进行总结。方法：以＂组织工程,心脏瓣膜,支架材料,生物相容性＂,为中文关键词;以：＂tissue engineering,heart valves,scaffoldmaterial,biocompatibility＂为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章。纳入与有关生物材料与组织工程心脏瓣膜的相关的文章;排除重复研究及Meta分析类文章。结果与结论：人工合成高分子材料有更大的可控性,可预先塑性,大量制备,孔径和孔隙率较容易控制,成本低廉;天然生物材料和合成高分子材料都存在一定不足,将人工可降解材料与天然材料相结合构建瓣膜支架,发挥两者各自的优势构建出性能良好的组织工程心脏瓣膜。组织工程心脏瓣膜的研究前景广阔。但距离临床应用还有很长的路要走,相信随着研究的不断深入以及支架材料的不断优化对组织工程心脏瓣膜构建方法的改进,在不远的将来造福于广大心脏瓣膜病患者。     

组织工程心脏瓣膜支架材料的选择与应用

背景:支架材料的选择在组织工程心脏瓣膜中起着至关重要的作用,支架材料的选择也就影响着组织工程心脏瓣膜的构建效果.目的:评价组织工程心脏瓣膜支架材料的的优缺点,并对其选择进行总结.方法:以 "组织工程,心脏瓣膜,支架材料,生物相容性",为中文关键词;以:"tissue engineering,heart valves,scaffold material,biocompatibility" 为英文关键词,采用计算机检索1993-01/2009-10相关文章.纳入与有关生物材料与组织工程心脏瓣膜的相关的文章;排除重复研究及Meta分析类文章.结果与结论:人工合成高分子材料有更大的可控性,可预先塑性,大量制备,孔径和孔隙率较容易控制,成本低廉;天然生物材料和合成高分子材料都存在一定不足,将人工可降解材料与天然材料相结合构建瓣膜支架,发挥两者各自的优势构建出性能良好的组织工程心脏瓣膜.组织工程心脏瓣膜的研究前景广阔.但距离临床应用还有很长的路要走,相信随着研究的不断深入以及支架材料的不断优化对组织工程心脏瓣膜构建方法的改进,在不远的将来造福于广大心脏瓣膜病患者.     

组织工程心脏瓣膜

1　概述心脏瓣膜置换术是治疗终末期瓣膜病变最有效的手段[1 ] 。目前临床上使用的机械瓣、生物瓣及同种瓣均不是理想的心脏瓣膜替代物 ,仍存在许多难以解决的问题[2 ] 。例如 :机械瓣术后需终生抗凝治疗 ,抗凝治疗不当导致的出血与栓塞占换瓣术后远期并发症的首位 ,其他并发症尚有感染性心内膜炎、瓣膜机械故障等 ;生物瓣术后虽不需终生抗凝 ,但耐久性差仍是其主要缺陷 ,大多数患者因生物瓣毁损而最终面临第二次手术 ,从而大大增加其危险性和死亡率 ;同种瓣则存在体内排异反应导致心瓣膜衰败钙化(尤其在儿童 )和取材来源受限等问题。此外 ,…     

组织工程心脏瓣膜支架材料的血液相容性

目的：评价去细胞猪主动脉瓣、胶原-透明质酸钠复合膜、胶原膜、胶原-壳聚糖复合膜的血液相容性，展望其在组织工程心脏瓣膜支架材料中的应用前景。方法：进行体外的动态凝血试验、血小板黏附性能试验、溶血试验和体内的犬腹主动脉内移植试验的血液相容性评价。结果：4种材料的溶血率均小于5％；前3者的OD-凝血时间曲线下降缓慢且吸光度高，同时血小板黏附少且没有明显变形和伪足。腹主动脉包埋试验大体解剖只有胶原-壳聚糖复合膜形成血栓。结论：前3种材料在血液相容性方面适合组织工程心脏瓣膜的要求；胶原-壳聚糖复合膜需要改进。     

组织工程皮肤支架材料的研究与应用

目的：组织工程产品一般由具有活力的细胞和支架材料组成.支架材料包括人工合成的生物降解聚合物和天然生物衍生材料两大类,均具有促进细胞生长和增殖的特性.探索理想的支架材料是当前皮肤组织工程领域的热点,为此本文对组织工程皮肤支架材料的进展情况进行回顾.资料来源：应用计算机检索PubMed和Medscape数据库1990-01/2004-12期间的相关文章,检索词＂skin,artificial＂,并限定文章语言种类为英文.同时计算机检索中国期刊全文数据库2002-01/2004-12期间的相关文章,检索词＂皮肤,人工＂,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：文章所述内容应与组织工程皮肤支架材料研究相关.排除标准：重复研究或Meta分析类文章.资料提炼：共收集到61篇相关文献,27篇文献符合纳入标准,排除的34篇文献是由于内容陈旧或重复.资料综合：27篇文献涉及到不同类型的支架材料,包括人工合成的生物降解聚合物和天然生物衍生材料.人工合成的生物降解聚合物由于能在体内降解为小分子物质并通过机体代谢排出,且易于加工、具有良好的组织相容性、机械性能和降解速率的可控性,因此被广泛用作组织工程支架材料,常见的主要有聚乳酸、聚羟基乙酸以及它们的共聚物、聚亚氨酯、聚环氧乙烷等.天然生物衍生材料主要包括胶原、氨基匍聚糖、纤维蛋白凝胶、透明质酸、几丁质及脱细胞处理后的天然细胞外基质等.由于天然材料抗原性较弱,往往存在细胞表面受体的特异识别位点,不易引起免疫排斥反应,并可诱导调节细胞的生长和分化,同时也避免了人工合成材料在孔隙、空间结构等方面的制作难题,因此也被广泛用于组织工程支架材料.结论：支架材料包括人工合成的生物降解聚合物和天然生物衍生材料.天然生物衍生材料避免了人工合成材料在孔隙、空间结构等方面的制作难题,且来源丰富,制作较为简单,造价低廉,在组织相容性、理化性能及生物降解性等方面明显占优,但存在抗原性消除不确定、疾病传播隐患及降解速率不易控制等不足.目前尚未发现完美的支架材料,因此继续开展组织工程皮肤支架材料的研究是必要的.     

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。     

软骨组织工程支架材料研究的现状

目的:总结和分析软骨组织工程支架材料的研究进展、现状及其发展趋势。资料来源:应用计算机检索Medline1996-01/2006-10关于软骨组织工程支架材料方面的文章。检索词“cartilagedefects,tissueengineering,scaffold”并限定文章的语言种类为English。同时利用计算机检索中国期刊全文数据库1996-01/2006-10的相关文章,限定文章语言种类为中文,检索词“组织工程、软骨损伤、支架材料”等。资料选择:对资料进行初审,纳入标准:①关于软骨组织工程材料研究的现状、研究进展及发展方向。②对具体研究的回顾调查研究。排除标准:重复性研究。资料提炼:共收集到符合上述要求的文献62篇,排除28篇重复性研究。34篇符合纳入标准。资料综合:在软骨组织工程中支架材料起着非常重要的作用,选择合适的载体是一个首先要解决的问题。在生物材料研制与开发过程中,应特别注重细胞与生物材料相互作用的研究,避免生物材料研究与种子细胞研究脱节。对材料进行生物或化学修饰的复合材料、纳米材料、仿生材料及智能材料等的研制与开发将是未来生物材料研究的重要内容。结论:选用软骨组织组织工程支架材料时,应充分考虑到无机材料、有机材料及自体骨材料的优缺点,通过表面改性提高材料的生物性能     

组织工程心脏瓣膜支架制备方法研究

目的：探讨去垢剂、胰蛋白酶对于猪主动脉瓣膜去细胞过程的影响，研究心脏瓣膜组织工程生物支架的最佳制备方法。方法：将新鲜猪主动脉瓣膜用氯化钠、十二烷基硫酸钠、曲拉通和胰蛋白酶等处理，去除内皮细胞和间质细胞，常规苏木精伊红和Masson染色，电子扫描显微镜检查，评价效果。结果：NaCl—SDS对瓣膜超微结构损伤小，但去细胞不彻底，胰蛋白酶法去细胞彻底，对结构损害大，曲拉通法能有效去除细胞成分，对瓣膜结构损伤小。结论：曲拉通法是一种有效去细胞的方法。     

椎间盘组织工程支架材料的研究进展

学术背景:椎间盘组织工程是目前医学领域的研究热点之一,但是研究的成果却不多,其中一个关键问题就是支架材料这个瓶颈。目的:介绍近年来应用于椎间盘组织工程的支架材料。检索策略:以网络数据库为主,查询Pubmed,Elsiver,Springerlink,Highwire等数据库1994/2007关于椎间盘组织工程支架材料方面的文献,检索关键词为"intervertebral disk,tissue engineering,scaffold"限定文献语言种类为"English";检索CNKI,数据库2000/2007的相关文献为补充,限定文献语种种类为中文,检索关键词为"椎间盘,组织工程,支架材料";同时手工翻阅相关书籍。纳入标准:内容与应用于椎间盘组织工程的支架材料相关。排除标准:重复性研究。文献评价:共收集到58篇文献,对资料进行初审,40篇符合纳入标准,进一步查找全文,纳入其中25篇进行归纳总结。资料综合:目前常用的材料按其来源可分为人工合成材料、天然材料及复合材料3大类;按其形状又可分为凝胶状、海绵状和纤维网状3大类。详细介绍了壳聚糖、脂肪族聚酯均聚物、藻酸盐、胶原、小肠黏膜下层、纤维蛋白胶、明胶、磷酸钙等材料的优缺点及应用现状结论:目前应用于椎间盘组织工程的支架材料不少,但缺少一种理想的支架材料,研制和开发应用于椎间盘组织工程的支架材料仍是椎间盘组织工程的研究的热点和难点之一。     

组织工程心脏瓣膜:结构及支架的研究与进展

文章从心脏瓣膜的基本结构出发，描述了天然心脏瓣叶的结构和功能，给出了心脏瓣膜结构的关键成分：其中重点描述了主动脉瓣的瓣叶结构及力学功能，并详细分析了其瓣叶的三层结构，给支架材料结构仿生提供了依据；在此基础上介绍了组织工程心脏瓣膜领域常用支架的选择及要求。发现了静电纺制备心脏瓣膜瓣叶支架具有其独特的优势，为组织工程心脏瓣膜支架材料的发展提供了一个新的发展方向，为解决支架材料空隙及各向异性方面问题带来曙光。     

胶原膜、聚乙醇酸／聚乳酸共聚物在组织工程心脏瓣膜支架材料中的应用

目的 将活细胞种植于可生物降解的瓣膜支架上，制造出一种组织相容性好，不需抗凝，具有修复能力，且运行患终生的理想心脏瓣膜。方法 胶原膜和聚乙醇酸／聚乳酸共聚物（PGLA）在皮下包埋和种植细胞生长做对照实验。结果 胶原膜皮下包埋8周仍保持膜状结构，8－12周完全降解，且生物相容性优于聚乙醇酸／聚乳酸共聚物（PGLA）。结论 胶原膜适于组织工程心脏瓣膜支架材料的应用。     

组织工程皮肤支架材料的研究与应用

目的:组织工程产品一般由具有活力的细胞和支架材料组成。支架材料包括人工合成的生物降解聚合物和天然生物衍生材料两大类,均具有促进细胞生长和增殖的特性。探索理想的支架材料是当前皮肤组织工程领域的热点,为此本文对组织工程皮肤支架材料的进展情况进行回顾。资料来源:应用计算机检索PubM ed和M edscape数据库1990-01/2004-12期间的相关文章,检索词“skin,artificial”,并限定文章语言种类为英文。同时计算机检索中国期刊全文数据库2002-01/2004-12期间的相关文章,检索词“皮肤,人工”,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:文章所述内容应与组织工程皮肤支架材料研究相关。排除标准:重复研究或M eta分析类文章。资料提炼:共收集到61篇相关文献,27篇文献符合纳入标准,排除的34篇文献是由于内容陈旧或重复。资料综合:27篇文献涉及到不同类型的支架材料,包括人工合成的生物降解聚合物和天然生物衍生材料。人工合成的生物降解聚合物由于能在体内降解为小分子物质并通过机体代谢排出,且易于加工、具有良好的组织相容性、机械性能和降解速率的可控性,因此被广泛用作组织工程支架材料,常见的主要有聚乳酸、聚羟基乙酸以及它们的共聚物、聚亚氨酯、聚环氧乙烷等。天然生物衍生材料主要包括胶原、氨基匍聚糖、纤维蛋白凝胶、透明质酸、几丁质及脱细胞处理后的天然细胞外基质等。由于天然材料抗原性较弱,往往存在细胞表面受体的特异识别位点,不易引起免疫排斥反应,并可诱导调节细胞的生长和分化,同时也避免了人工合成材料在孔隙、空间结构等方面的制作难题,因此也被广泛用于组织工程支架材料。结论:支架材料包括人工合成的生物降解聚合物和天然生物衍生材料。天然生物衍生材料避免了人工合成材料在孔隙、空间结构等方面的制作难题,且来源丰富,制作较为简单,造价低廉,在组织相容性、理化性能及生物降解性等方面明显占优,但存在抗原性消除不确定、疾病传播隐患及降解速率不易控制等不足。目前尚未发现完美的支架材料,因此继续开展组织工程皮肤支架材料的研究是必要的。     

合成及天然支架材料在皮肤组织工程中的应用

目前用作皮肤组织工程支架的材料有很多种,大致可以分为合成支架材料和天然支架材料两大类.文章在广泛查阅国内外有关皮肤组织工程方面相关文献的基础上进行总结,发现天然支架材料可以更好地为细胞的黏附、增殖提供三维支架空间,具有更大的潜力应用于皮肤组织工程.     

组织工程窦房结支架材料的选择与展望

目的:总结目前心脏组织工程支架材料的发展现状,对窦房结组织工程的支架材料的选择提出意见,并展望未来支架材料的发展方向。资料来源:应用计算机检索PubMed数据库1995-01/2006-08的相关文章,检索词“tissue engineering,cardiac,scaffold-materials,sinuatrial-node”并限定文章语言种类为English。同时计算机检索中文科技期刊数据库(维普资讯)2000-01/2006-08的相关文章,检索词“组织工程,心脏,支架材料”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:①组织工程窦房结的发展现状。②组织工程心脏的支架材料的发展现状和展望。排除标准:重复性研究。然后查找余下文章的全文,进一步判断目前支架材料的发展现状。资料提炼:共检索到文献132篇,其中外文心脏组织工程121篇,与支架材料有关的26篇;中文文献11篇,根据相应标准排除重复的文献,选取4篇应用。资料综合:在目前心脏组织工程中,研究主要集中于组织工程瓣膜和心肌,对于窦房结的组织工程的研究较少,在研究中采用的支架材料主要有3类:①合成的可降解高分子材料。②天然的可降解高分子材料。③去细胞基质材料。在研究中发现3种材料各有其优缺点,天然材料的组织相容性好,但是机械力学差,而合成的高分子材料则相反,去细胞基质的脱细胞处理方法仍在进一步改进中,因此,对于某一特定器官的组织工程,要根据其特定的需要来选择合适的支架材料。结论:天然的高分子材料有利于细胞的生长、增殖,其组织相容性好,很少发生免疫排斥反应,可以作为目前组织工程窦房结的支架材料。但未来根据窦房结细胞的特点,研制专门的支架材料是其发展方向。     

组织工程心脏瓣膜支架材料的血液相容性

目的:评价去细胞猪主动脉瓣、胶原-透明质酸钠复合膜、胶原膜、胶原-壳聚糖复合膜的血液相容性,展望其在组织工程心脏瓣膜支架材料中的应用前景。方法:进行体外的动态凝血试验、血小板黏附性能试验、溶血试验和体内的犬腹主动脉内移植试验的血液相容性评价。结果:4种材料的溶血率均小于5%;前3者的OD-凝血时间曲线下降缓慢且吸光度高,同时血小板黏附少且没有明显变形和伪足。腹主动脉包埋试验大体解剖只有胶原-壳聚糖复合膜形成血栓。结论:前3种材料在血液相容性方面适合组织工程心脏瓣膜的要求;胶原-壳聚糖复合膜需要改进。     

组织工程软骨支架材料的应用选择

背景：软骨损伤后几乎不可能完全修复,近年来采用组织工程学方法构建软骨复合组织已成为软骨修复方面新的研究领域。其中支架材料在软骨修复过程中起着至关重要的作用,支架材料的选择也就影响着整个修复过程。目的：全面了解组织工程软骨支架材料的优缺点,并对其选择进行综述。方法：由第一作者于2010-11在CBM、PubMed数据库（http：//www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed）、万方数据库（http：//www.wanfangdata.com.cn）及google学术网检索组织工程软骨支架材料方面的内容,检索时限为1990/2010,英文检索词为＂cartilage,tissue engineering,scaffold materials,bone mesenchymal stem cell＂,中文检索词为＂软骨,组织工程,支架材料,骨髓间充质干细胞＂,排除重复性研究。结果与结论：计算机初检得到1185篇文献,阅读标题和摘要进行初筛,排除因研究目的与本文无关及内容重复的研究1142篇,共保留其中的43篇进行归纳总结,最终引入文献29篇。结果提示,目前应用于组织工程的支架不论是天然的还是人工合成的,都存在一定的缺陷,如体内降解速度过快或过慢,生物相容性不佳、引起炎症等问题。最重要的是组织工程软骨支架距临床应用仍有很大差距,而未来组织工程支架材料的研究重点是改进现有材料和制备工艺,研制复合材料、仿生材料、纳米材料及改性天然材料等。     

组织工程软骨支架材料的应用选择

背景:软骨损伤后几乎不可能完全修复,近年来采用组织工程学方法构建软骨复合组织已成为软骨修复方面新的研究领域.其中支架材料在软骨修复过程中起着至关重要的作用,支架材料的选择也就影响着整个修复过程.目的:全面了解组织工程软骨支架材料的优缺点,并对其选择进行综述.方法:由第一作者于2010-11在CBM、PubMed数据库(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/PubMed)、万方数据库(http://www.wanfangdata.com.cn)及google学术网检索组织工程软骨支架材料方面的内容,检索时限为1990/2010,英文检索词为"cartilage,tissue engineering,scaffold materials,bone mesenchymal stem cell",中文检索词为"软骨,组织工程,支架材料,骨髓间充质干细胞",排除重复性研究.结果与结论:计算机初检得到1 185篇文献,阅读标题和摘要进行初筛,排除因研究目的与本文无关及内容重复的研究1 142篇,共保留其中的43篇进行归纳总结,最终引入文献29篇.结果提示,目前应用于组织工程的支架不论是天然的还是人工合成的,都存在一定的缺陷,如体内降解速度过快或过慢,生物相容性不佳、引起炎症等问题.最重要的是组织工程软骨支架距临床应用仍有很大差距,而未来组织工程支架材料的研究重点是改进现有材料和制备工艺,研制复合材料、仿生材料、纳米材料及改性天然材料等.     

组织工程支架材料在泌尿系统损伤修复中的应用

背景:泌尿外科组织工程技术为泌尿道组织、器官的微创修复和功能重建带来了新的希望。近年来,有关泌尿系组织工程支架材料的研究以及组织工程化组织如肾脏、输尿管、膀胱、尿道等的实验和临床研究报道层出不穷。目的:总结近年组织工程支架材料在泌尿系统损伤修复中的应用情况。方法:由作者应用计算机检索万方数据库(http://med.wanfangdata.com.cn/),检索时限1998-01/2010-12。检索关键词:输尿管;膀胱;尿道;支架材料;组织工程。纳入标准:①泌尿系组织工程所用生物支架材料制备方面的文章。②组织工程支架材料修复泌尿系统损伤方面的文章。排除标准:重复研究或较陈旧文献。根据纳入排除标准共保留相关文献41篇。结果与结论:近年来,泌尿系组织工程支架材料的研究较为迅速,主要有天然细胞外基质,如胶原、蛋白多糖、糖蛋白等;细胞外基质衍生物,如膀胱细胞外基质、尿道细胞外基质、小肠黏膜下层等;合成聚合物,如聚羟基乙酸、聚乳酸等。这类材料具有最接近人体的网架结构、生物力学性能、部分活性因子,与上皮细胞和平滑肌细胞共同培养,有利于细胞黏附生长发挥生理功能。目前泌尿外科组织工程技术正处于从基础研究向临床应用转化的关键阶段。