神经组织工程研究进展

组织工程近年来不仅在软骨、骨、皮肤、肌腱、血管组织等方面取得了蓬勃发展,而且随着可降解材料的研制和开发、神经干细胞研究的深入,神经组织工程研究也取得了一定的进展。本文就神经组织工程中种子细胞、支架材料和细胞因子等方面的研究作一综述。种子细胞种子细胞的培养是组织工程的基本要素,细胞主要来源于自体、同种异体、异种组织细胞等。神经组织工程的种子细胞主要为雪旺细胞和神经干细胞。1.雪旺细胞雪旺细胞(Schwann cells,SCs)是周围神经的主要结构和功能细胞,是周围神经组织工程研究的重要种子细胞。SCs在周围神经修复中起着…     

周围神经组织工程进展

周围神经损伤以后的修复、再生和功能恢复一直是神经科学研究的热点，目前临床上主要采用自体神经移植的方法进行修复。但自体神经移植会造成供体功能丧失，且修复长度受限，大小难以匹配，可能形成神经瘤等．这些缺点限制了其临床应用。随着组织工程技术的兴起，目前提倡利用生物学和工程学原理开发能修复、维持和改善组织功能的替代品。周围神经组织工程旨在为神经缺损的修复提供供体，其核心是建立由生物材料和种子细胞构成的三维神经导管。     

胶原蛋白复合壳聚糖支架的制备及生物学性状：壳聚糖及胶原比例筛选

背景：壳聚糖和胶原类支架已成为组织工程常用的载体材料。但是,现阶段如何能够通过调节二者比例而达到理想的细胞载体仍是目前需要解决的问题之一。 目的：调节胶原与壳聚糖二者配制比例制备支架材料,检测及对比不同比例支架材料生物学性质。 方法：制备1∶1,1∶2,1∶3,1∶4,1∶5比例的壳聚糖、Ⅰ型胶原蛋白成分,经紫外线交联后冷冻干燥,再将其用NAOH与蒸馏水进行中和,二次冻干制备好支架。观察不同比例支架的材料性质、孔隙率、降解率、溶胀率;扫描电镜观察孔径的大小及形态。 结果与结论：在壳聚糖含量固定,支架的大体孔径经统计比较差异有显著性意义(P < 0.05)。1∶3比例制备的孔径最大,达到(298.0±36.0) μm;支架总体的孔隙率为93.9%~97.5%,胶原比例的增加对支架孔隙率的影响较轻微。各组支架的溶胀率可达到80%左右,支架的溶胀程度随胶原比例增加而减少。在支架的降解率随着胶原比例增加而增加,而壳聚糖含量越高,降解速度越慢。结果证实,通过紫外光交联法,按照1∶3 配比的胶原和壳聚糖的支架材料更加适合软骨组织工程的要求。 关键词：壳聚糖;胶原蛋白;支架;紫外线交联;组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.29.012     

壳聚糖管状支架的制备及生物降解性

目的;研究壳聚糖管状支架的制备方法及其生物特性。材料和方法：首先,利用乙酸溶液制备浓度为6%的壳聚糖乙酸水溶胶，采用成膜方法制管后用NaOH脱下壳聚糖导管，取内径5mm管，切成段，长度2mm，消毒，并将壳聚糖管植入大鼠组织内，分别于不同时间段大体及光镜下观察其生物相容性及体内降解性。结果：壳聚糖导管光滑，韧性好，吸收水份变软，组织生物相容性好，随时间可被组织吸收降解。结论：提供了制备壳聚糖导管的一种新方法，并证实了其组织相容性和生物可降解性。     

神经组织工程支架或异种神经移植在面神经缺损中的应用

背景：了解面神经损伤的修复方法,以及各种组织支架的特性与优势,对于修复方法与材料的合理选择是十分必要的。 目的：总结神经组织工程支架或异种神经移植在面神经缺损中的应用进展。 方法：应用计算机检索PubMed数据库及CNKI数据库,在标题和摘要中以“组织工程支架,神经移植,面神经,修复”或“tissue engineering scaffolds,nerve transplantation,facial,repair”为检索词进行检索。根据纳入标准选择21篇文献进行综述。 结果与结论：面神经缺损后立即直接缝合神经的断端是最好的修复方法。自体神经移植受神经移植体来源之限,常造成供区失神经支配;以及产生束外有髓和无髓轴突无规则生长会导致神经纤维错向再生,造成严重的联带运动的不足。异体或异种神经移植法虽然取得了一定的效果,但仍处于动物实验的研究阶段,尚难以应用于临床。     

神经组织工程生物支架材料的应用现状

学术背景：开发具有一定的生物学活性，能促进干细胞的增殖分化，组织再生的各类新型的复合材料、仿生材料、生物活性材料及智能型材料，是组织工程材料的研究方向。 目的：总结神经组织工程生物支架材料应用研究进展。 检索策略：由该论文的研究人员应用计算机检索Pubmed和维普信息资源系统V6.32数据库2001-01/2007-06的相关文献，检索词：“神经组织工程”和“tissue engineering，neural，neural stem cells，Schwann cell，biomedical materials，scaffold”，并限定文章语言种类为English。共检索到123篇文献，对资料进行初审，纳入标准：①与组织工程修复神经研究方面密切相关。②同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章。排除标准：重复性研究。 文献评价：文献的来源主要是神经组织工程生物支架材料的基础研究，包括其来源、理化特性、与神经干细胞、雪旺细胞相容性检测。所选用的36篇文献中，6篇为综述、述评、讲座，其余为基础实验研究。 资料综合：①神经损伤后的再生与修复，目前的研究并没有取得具有临床意义的突破。随着成体神经干细胞的发现、材料技术和细胞培养技术的发展，组织工程学方法为神经损伤的治疗带来了希望。②生物支架是对细胞外基质结构和功能的仿生，起到细胞外基质替代物的重要作用，寻找再生能力强的种子细胞和适合细胞生存的生物材料为组织工程的核心研究内容。③研究表明，神经组织工程支架材料来源广泛，明胶、胶原、聚乳酸杂化材料、壳聚糖及脱细胞细胞外基质等均具有生物相容性和安全性，理化性能稳定，在组织工程中有非常好的应用前景。④在神经组织工程生物支架研究方面仍然存在着许多尚未阐明和解决的问题。加强基础性问题的探索，系统地阐明组织工程化组织形成、成熟及体内转归过程中的一系列重要基础科学问题和内在机制，这对优化组织构建技术，加速组织工程技术的临床应用与产业化发展具有重要意义，必将成为今后研究的热点。 结论：神经组织工程生物支架研究已取得了一定的进展，但仍然存在着许多尚待解决的问题。     

不同质量配比壳聚糖/聚乙烯醇复合材料组织工程支架的制备：结构及性能比较

背景：聚乙烯醇具有与人体组织相近的含水量、良好的生物相容性和较高的机械强度,适合作为组织工程基质材料。但如何改善其细胞亲和性,是将其作为组织再生支架材料的关键。 目的：制备壳聚糖/聚乙烯醇复合支架,探讨其作为修复人体损伤组织或器官组织工程支架材料的可行性。 方法：将固定相对分子质量和醇解度的聚乙烯醇124与固定脱乙酰度的壳聚糖按不同质量配比复合,分别用成膜法、成颗粒法、冷冻干燥法制备壳聚糖/聚乙烯醇复合支架。测定复合膜的透光率、含水率、膨胀率;测定复合颗粒和复合海绵的含水率;并用扫描电镜观察复合支架横截面的形貌。 结果与结论：通过改变复合支架中壳聚糖与聚乙烯醇和含量,制备7种不同质量配比的复合支架。成膜法制备的复合支架,其透光率为70%~80%,含水率为121.2%~162.5%,膨胀率为60.3%~133.7%;成颗粒法和冷冻干燥法制备的复合支架,其含水率分别为82.0%~461.2%和280.8%~1939.0%。聚乙烯醇与壳聚糖的质量配比为0.75/0.15时,复合支架的综合性能最好。扫描电镜观察显示,聚乙烯醇与壳聚糖的质量配比为0.75/0.15时,用冷冻干燥法制备的复合支架其内部结构规整,呈蓬松纤维状,有较好的力学性能和较高的含水率。 关键词：聚乙烯醇;壳聚糖;复合支架;组织工程;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.03.023     

丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料的制备方法

背景：很多研究表明丝素蛋白、壳聚糖为天然高分子材料,无毒无味,有良好的生物特性和理化性质。 目的：探讨符合软骨组织工程支架材料要求的丝素蛋白/壳聚糖三维支架材料制备方法。 方法：将丝素蛋白与壳聚糖按质量比分别为3∶1,1∶1,1∶3,0∶1的比例混合制备丝素蛋白-壳聚糖复合材料,通过孔径大小、孔隙率、吸水膨胀率及热水溶失率的测定,寻找丝素蛋白/壳聚糖最佳混合比例。 结果与结论：丝素蛋白/壳聚糖按质量1∶1的比例混合更符合要求：孔径90~280 μm,平均孔径为151.72 μm;孔隙率为(92.72±4.78)%;吸水膨胀率为(141.10±6.87)%;热水溶失率交联后较交联前降低,交联前后比较差异有显著性意义(P < 0.05)。说明丝素蛋白/壳聚糖按1∶1复合支架材料符合软骨组织工程支架材料理化性质的要求,该材料有望作为软骨组织工程研究较理想的支架材料。     

神经组织工程种子细胞研究进展

神经系统损伤与再生修复的研究是当今神经科学领域的热点.随着成体神经干细胞的发现、材料技术和细胞培养技术的发展,组织工程学方法为神经损伤的治疗带来了希望[1].组织工程的核心是建立种子细胞和支架材料的三维空间复合体.种子细胞的培养是组织上程的基本要素,细胞主要来源于自体、同种异体、异种组织细胞等.本文就近年来神经组织工程种子细胞的研究进展进行综述.     

壳聚糖/介孔生物活性玻璃多孔膜的制备和表征

背景：壳聚糖和介孔生物玻璃都具有良好的生物相容性和止血性能,但壳聚糖止血作用有限,介孔生物玻璃粉体方式止血,给应用带来不便。 目的：制备壳聚糖/介孔生物玻璃复合多孔膜并检测材料的性能。 方法：采用冷冻干燥法制备壳聚糖/介孔生物玻璃复合多孔膜。 结果与结论：通过冷冻干燥法可以实现壳聚糖和介孔生物玻璃的均匀复合。制备的复合多孔膜的孔隙分布较均匀;多孔膜具有很好的吸水性,吸水率的大小与壳聚糖和介孔生物玻璃质量比相关;多孔膜的孔隙率高。     

Novel nanofibrous spiral scaffolds for neural tissue engineering

Due to several drawbacks associated with autografts and allografts, tissue-engineering approaches have been widely used to repair peripheral nerve injuries. Most of the traditional tissue-engineered scaffolds in use are either tubular (single or multi-lumen) or hydrogel-based cylindrical grafts, which provide limited surface area for cell attachment and regeneration. Here, we show a novel poly(lactide-co-glycotide) (PLGA) microsphere-based spiral scaffold design with a nanofibrous surface that has enhanced surface areas and possesses sufficient mechanical properties and porosities to support the nerve regeneration process. These scaffolds have an open architecture that goes evenly throughout the scaffolds hence leaving enough volume for media influx and deeper cell penetration into the scaffolds. The in vitro tests conducted using Schwann cells show that the nanofibrous spiral scaffolds promote higher cell attachment and proliferation when compared to contemporary tubular scaffolds or nanofiber-based tubular scaffolds. Also, the nanofiber coating on the surfaces enhances the surface area, mimics the extracellular matrix and provides unidirectional alignment of cells along its direction. Hence, we propose that these scaffolds could alleviate some drawbacks in current nerve grafts and could potentially be used in nerve regeneration.     

壳聚糖及其衍生物在骨组织工程中的应用*

摘要：壳聚糖是天然多糖类高分子化合物甲壳素的脱乙酰产物,具有来源丰富、生物相容性好、可生物降解等优点,在骨组织工程中可以加工成用于细胞移植和组织再生的多孔支架、生长因子的缓释载体及外源基因的递送载体,也可加工成微球或水凝胶等形式用作骨组织工程的可注射性支架,在骨组织工程研究领域壳聚糖及其衍生物具有广阔的应用前景。但由于壳聚糖复合支架的机械性能较弱、在体内的降解时间难以精确控制、壳聚糖用作基因载体转率效率偏低等原因,目前大多研究只处于体外和动物体内实验阶段,随着材料科学与生命科学的发展,壳聚糖将广泛用于骨组织缺损的临床治疗实践中。 关键词：壳聚糖;衍生物;骨;组织工程;综述文献 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.47.024     

新型脱细胞骨基质材料的制备及理化评估

背景：传统的结构性天然骨脱细胞的方法存在许多不足之处。 目的：用新的理化方法对结构性骨块进行脱细胞处理制作新型骨支架材料的可行性,并检测其理化性能。 方法：以股骨头负重区结构性骨块为原料,高压水枪冲洗,继而利用Triton-100、脱氧胆酸钠等进行脱细胞等理化处理,制备新型脱细胞骨基质材料,并对支架进行大体、组织学、扫描电镜、Micro-CT观察、生物力学等相关检测。 结果与结论：新型脱细胞骨基质材料保留了骨的细胞外基质成分,脱细胞彻底,扫描电镜及Micro-CT观察显示支架具备三维多孔网状结构系统,具有天然骨的孔径和孔隙率;生物力学测试脱细胞组支架的弹性模量为(552.56±58.92) MPa,强度为(11.34±3.49) MPa,与新鲜骨的弹性模量及强度比较,差异无显著性意义(P > 0.05),可作为骨组织工程支架的良好载体。     

Application of adult stem cells in neural tissue engineering

INTRODUCTION The basic principle of tissue engineering is to compound cells with bi- ological activity and specific functions after in vitro culture and prolifer- ation with scaffold based on the principle of cell biology and engineer- ing for repairing a…     

Interaction of embryonic cortical neurons on nanofibrous scaffolds for neural tissue engineering

The interaction of murine embryonic cortical neurons on randomly orientated electrospun scaffolds of poly(L-lactide) (P(L)LA) and poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) is investigated in this study. The scaffolds were surface treated with different concentrations of KOH to partially hydrolyze the surface and therefore change the surface tension. Hydrophilicity did not significantly influence the number of primary and secondary branches; however, it had a considerable effect on neurite extension. For scaffolds with surface tensions of 40-47 dyn cm(-1) there was a significantly greater overall neurite length for both the primary and secondary branches compared with more hydrophilic scaffolds. Another major finding of this work was that the interfibre distance influenced how the neurites extended. When the interfibre distance was greater than approximately 15 microm the neurites followed the fibres and avoided regions of very high fibre density. At interfibre distances less than approximately 15 microm, the neurites traversed between the fibres. Therefore, this study provided little evidence that contact guidance was the dominating cue in directing neurite extension, instead inferring that chemical cues, possibly from adjacent neurons had induced directional change.     

Novel advancements in threedimensional neural tissue engineering and regenerative medicine

<正>Neurological diseases and injuries present some of the greatest challenges in modern medicine,often causing irreversible and lifelong burdens in the people whom they afflict.Conditions of stroke,traumatic brain injury,spinal cord injury,and neurodegenerative diseases have devastating con-     

聚乳酸/壳聚糖纤维复合支架的制备与性能

摘要 背景：聚乳酸/壳聚糖纤维复合支架材料既可提高支架的力学性能,又可中和聚乳酸的酸性降解产物,提高生物相容性,从而满足组织工程支架的要求。 目的：制备用于组织工程的聚乳酸/壳聚糖纤维复合支架。 方法：采用热致相分离法制备了聚乳酸/壳聚糖纤维复合支架。测定了复合支架的微观形貌、孔隙率、压缩模量、降解特性、蛋白质吸附特性。 结果与结论：复合支架具有纳米微米共存的亚微观结构。在聚乳酸纳米纤维网络中引入壳聚糖纤维,有效地增强了复合支架的压缩模量和蛋白质吸附能力,复合支架压缩模量为纯聚乳酸纳米支架的3.75倍,蛋白质吸附能力比纯聚乳酸纳米支架提高了112%。体外降解实验表明复合支架降解液的pH值随时间的下降明显变缓。提示,在聚乳酸纳米纤维网络中引入壳聚糖纤维,可有效增强支架的压缩模量,提高蛋白质吸附能力,并可有效减缓聚乳酸降解过程中pH值的下降,克服酸性产物引发的无痛性炎症问题。 关键词：聚乳酸;壳聚糖;纳米复合;增强;支架 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.42.015     

新型海藻酸盐水凝胶真皮支架材料的制备及其表征☆

背景：海藻酸钠水凝胶具有与真皮基质成分蛋白多糖类似的结构，是较为理想的成纤维细胞培养材料，但以往制备海藻酸钠水凝胶大部分都是以CaCl2为交联剂，这一体系存在严重不足。 目的：利用碳化二亚胺作为催化剂、乙二胺作为交联剂制备新型海藻酸盐水凝胶支架材料，并对其性能进行表征，探讨其作为组织工程支架材料的可行性。 设计、时间及地点：形态学描述及自身对照实验，于2005-10/2006-10在中山大学附属第一医院骨科实验室完成。 材料：自制乙二胺溶液，碳化二亚胺和海藻酸钠购自Sigma公司。 方法：利用碳化二亚胺作为催化剂、乙二胺作为交联剂，采用共价交联及冻干法制备新型海藻酸盐水凝胶支架，对照为用传统交联剂CaCl2制备的样品。 主要观察指标：观察海藻酸钠的理想反应浓度；用扫描电镜观察藻酸盐组织工程支架的微观结构，排液法测定其孔隙率及含水量；并观察其体外降解规律。 结果：成功制备了海藻酸盐水凝胶真皮支架，该支架材料的海藻酸钠理想反应浓度为2%，其含水量为（95.32±1.24）%，孔隙率为（85.55±0.98）%，均高于对照材料；2周后海藻酸盐水凝胶的体外降解率为（12.26±2.25）%。 结论：新型海藻酸盐组织工程真皮支架克服了传统以钙离子作为交联剂的诸多缺点，其吸水性、孔隙率、降解性能满足真皮支架材料的物理性能所需，能够做为成纤维细胞的三维培养系统。     

甲壳素/壳聚糖生物抗菌敷料在皮肤组织工程中的应用

目的：探讨甲壳素/壳聚糖生物抗菌敷料的性能及其在皮肤组织工程中的应用。 方法：由作者应用计算机检索中国知网(CNKI)与万方医学网中与生物抗菌敷料特性及临床应用有关的文献,检索时限为1996/2010。检索关键词：生物抗菌敷料,甲壳素/壳聚糖,皮肤组织工程,安全性,性能特点。纳入标准: ①甲壳素/壳聚糖生物抗菌敷料的性能。②甲壳素/壳聚糖生物抗菌敷料在皮肤组织工程中的应用。③同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章。排除标准：排除重复研究和较陈旧文献。对资料进行初审,并查看每篇文献后的引文。 结果：根据纳入排除标准,共纳入20篇相关文献。甲壳素/壳聚糖安全性和可降解性良好,吸湿性、抑菌性强,并具有止血和止痛、抑制瘢痕形成、促进细胞生长、加速伤口创面愈合和促进机体非特异性免疫的功能。从其在皮肤组织工程中的应用研究来看,甲壳素/壳聚糖可有效促进烧伤创面的愈合和皮肤再生,且不增加创面感染的机率。 结论： 甲壳素/壳聚糖生物抗菌敷料性能良好,能有效促进烧伤创面愈合和增强皮肤再生,在皮肤组织工程及其他医学领域中具有广泛常规应用的可能性。