纳米材料在组织工程中的应用研究

组织工程研究领域中,支架材料与细胞的相互作用是主要的研究课题。支架材料表面的微观结构对细胞的生物调控作用更为重要。纳米材料因具有一些独特的效应,如体积效应和表面效应,有利于细胞的粘附、增殖和功能的增强,因而作为组织工程支架有良好的应用前景。目前用于组织工程研究的纳米材料主要有无机纳米材料、高分子纳米材料、复合纳米材料,仿生纳米材料的研究和利用将极大地促进组织工程学的发展。本文就近年来纳米材料的制备方法以及其在组织工程中的应用研究现状进行了综述。     

人工材料在急性运动骨损伤中的应用与表面修饰

背景：选择合适的表面修饰材料,有针对性的对基质支架材料进行表面改性和表面修饰,提高材料表面的细胞黏附性以及促进细胞的增生是骨组织工程支架材料研究的重要内容。 目的：概述骨组织工程支架材料的运用情况,支架材料表面修饰材料的运用以及修饰方法或途径。 方法：由第一作者检索1995/2010 PubMed数据及万方数据库文章,选择与组织工程支架材料运用及表面修饰相关的文献。 结果与结论：成骨细胞与支架材料的作用依赖于材料的表面特性、局部形态、表面能或化学能等,这些表面特性决定了细胞怎样吸附到材料表面、细胞的定位以及细胞的功能行为等。因此生物材料的复杂性和细胞-生物材料表面的相互作用决定着进行生物支架材料表面修饰的重要性。理想的表面修饰应该兼顾表面拓扑结构、特异性识别、亲水与疏水平衡、蛋白质吸附等各个方面才能得到功能化的新生组织。目前,应用最多的表面修饰材料是Ⅰ型胶原,未来研究中将多种表面修饰材料进行复合发挥材料的互补作用,以及基因疗法和纳米材料的发展,将成为骨组织工程学领域研究的热点问题。     

纳米骨组织工程支架材料生物学效应研究进展

国内外学者将纳米技术运用于支架材料制备了一系列新型的骨组织工程支架材料,并对纳米生物学效应进行了深入的研究。纳米生物材料的生物学效应研究可以更好地从分子水平上认识材料与生命体的相互作用,为构建具有生理功能的新型生物材料提供研究思路和方向。为了更好地认识纳米材料对蛋白、细胞的影响和纳米材料的生物安全性问题,本文综述了近年来纳米骨组织工程支架材料的生物学效应研究进展。     

纳米材料在组织工程体外细胞培养中的应用进展

组织工程包括细胞和生物支架两部分.其中细胞的活性在很大程度上取决于支架材料的优劣.良好的生物支架应该能尽可能地模拟细胞在体内的内环境,从而提供细胞生长所需的微环境.纳米材料由于很好地模拟了细胞在体内的拓扑结构,从而在组织工程领域得到了越来越广泛的应用.综述了纳米材料在各种细胞体外培养中的作用,初步探讨了纳米材料对细胞促进作用的机制,并对纳米材料在肝脏组织工程中的应用进行了展望.     

纳米支架材料在脊髓损伤修复中的应用

背景:在作为种子细胞载体的组织工程支架材料中,纳米材料因具有利于细胞黏附、增殖等一些独特的效应,使其在脊髓损伤修复的研究中将发挥越来越大的作用。目的:通过分析和总结近几年采用纳米支架修复脊髓损伤的文献,寻求适合脊髓组织工程的纳米材料及其适用标准。方法:由第一作者于2010-09应用计算机检索PubMed数据库、万方数据库和维普数据库相关文献。英文资料的检索时间为2000/2009;中文资料的检索时间为2003-01/2010-08。英文检索词为"nanometer scaffold;materials,Spinal cord injury,repair,tissue engineering";中文检索词为"纳米支架,生物材料,脊髓损伤,修复,组织工程"。纳入标准:①纳米支架材料、制备工艺及性能的研究。②组织工程修复脊髓损伤的研究。③动物实验及临床应用方面的文献。经过阅读和筛选,共纳入30篇文章进行讨论分析。结果与结论:与传统的支架材料相比较,纳米支架具有良好的生物降解性能、无免疫原性、可塑性和适宜的力学性能等优异特性,使其在组织工程领域具有十分诱人的应用前景。随着纳米技术的成熟,制备工艺的优化,基因工程的引入,纳米材料安全性能的科学评价等将是纳米级组织工程支架材料未来临床应用的挑战。     

肝脏组织工程纳米纤维支架材料的比较研究

探讨海藻酸钠、壳聚糖和PLGA纳米纤维支架的机械稳定性、生物相容性及细胞在其表面的生长规律,寻找合适的肝脏组织工程支架材料。用静电纺丝的方法分别制备海藻酸钠、壳聚糖和PLGA纳米纤维支架,观察材料的机械稳定性及肝细胞在材料表面的活性和生长情况。接种后0.5 h内,肝细胞在壳聚糖和海藻酸钠材料表面贴壁,生长良好。第二天起,肝细胞在壳聚糖表面逐渐聚集生长,形成聚集体,而在海藻酸钠材料表面无聚集。第三天后,海藻酸钠材料发生溶胀,纳米结构破坏,而壳聚糖纳米支架保持完好。在观察期间,PLGA材料表面一直没有肝细胞黏附。肝脏细胞不能在PLGA纳米材料表面黏附生长;壳聚糖具有良好的生物相容性,且肝细胞在壳聚糖纳米材料表面能形成球形聚集体;海藻酸钠生物相容性好,但机械稳定性差,容易降解,不能单独作为肝脏组织工程的纳米支架材料。     

纳米生物材料及其表面对成骨细胞生物学行为影响的研究进展

骨组织工程是再生医学的重要组成部分，支架材料和种子细胞是其关键。近年来，随着纳米技术等相关学科的发展，在骨组织工程领域，研究人员对成骨细胞株的选择和培养、纳米材料的元素组成、表面形态、表面粗糙度及表面改性等方面进行了大量研究，并在纳米材料对成骨细胞生物学行为的影响方面取得了重要的研究成果和进展，本文对近年来在该领域内的研究进展作一综述。     

关节软骨组织工程的研究进展

介绍了关节软骨组织工程中种子细胞、支架材料的研究现状以及生长因子在关节软骨组织工程中的应用进展，阐明了随着对细胞行为、支架材料特性、细胞与材料的组合构建研究的深入，组织工程在关节软骨修复方面应用前景十分广阔。     

支架材料在牙髓再生和血运重建中的应用

文题释义：细胞外基质：是由动物细胞合成并分泌到胞外、分布在细胞表面或细胞之间的大分子,是细胞生长的天然支架。 支架材料：在组织工程中支架可作为细胞的运载体,为细胞定植、黏附、增殖、分化提供三维空间结构。支架材料为制备组织工程支架所需要材料的统称。 牙髓血运重建：在临床上牙髓血运重建是指在进行彻底有效的根管消毒时,尽可能保护牙髓组织及其周围的干细胞,而后通过刺激根方组织出血形成以血凝块为主的天然支架,最后进行严密的冠方封闭,为干细胞提供合适的微环境,促进其分化成为成牙本质细胞和成骨细胞,最终实现牙髓再生和牙根继续发育的一种临床术式。文中运用的“血运重建”“再血管化”概念,为广义上牙髓组织再生过程中血管的再生和再生牙髓血管系统的重建过程。   摘要背景：随着组织工程研究与技术的不断发展,牙髓再生和血运重建成为可能。干细胞、支架材料、信号分子作为组织工程3要素在此过程中的相互作用尤为重要,干细胞是否能正常增殖、分化和生成牙髓组织很大程度取决于支架材料的选择。目的：对研究较广泛、效果较好的支架材料及两种支架制备方法进行综述,分析其在牙髓重建中的应用和再血管化能力。 方法：由第一作者应用计算机于2019-01-01/09-30以“pulp regeneration,pulp revascularization,scaffold”为英文检索词,以“牙髓再生、牙髓血运重建、再血管化、支架材料”为中文检索词,在PubMed、万方、知网中检索已经发表的文献。共检索得到外文文献421篇、中文文献181篇,通过筛选整理61篇相关文献做一综述。结果与结论：血小板来源支架、细胞外基质来源支架、自组装肽均在牙髓再生和血运重建取得了一定效果。将天然和合成材料以水凝胶和纳米材料等技术制备成合成或半合成支架,在细胞增殖分化、细胞迁移黏附、对抗炎症、传递因子上具有独特优势,并可通过一定修饰提高支架的促血管生成能力。可以预见未来基于合成水凝胶或纳米材料的支架设计及制备技术,能解决目前临床支架来源缺乏、效果不稳定的问题。 ORCID: 0000-0002-7090-3788(陈乐怡) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

构建组织工程化半月板：细胞、支架及生物因子

背景：自体或异体移植修复损伤的半月板治疗效果并不理想,应用组织工程化技术重建半月板的研究成为目前的研究热点。 目的：探讨组织工程化技术修复重建损伤半月板的可行性。 方法：对体外构建组织工程化半月板的种子细胞进行培养,并制备半月板支架材料,将种子细胞依附于支架材料上,利用细胞因子调控种子细胞的黏附、生长、分化和迁移,组织学检查细胞与支架的结合情况以及细胞的数量等。 结果与结论：组织工程化半月板修复研究主要包括种子细胞、支架材料和细胞因子等方面。构建需要的种子细胞有骨髓间充质干细胞和半月板纤维软骨细胞,半月板纤维软骨细胞传至第3代可得出最佳效应浓度。对组织工程化半月板支架材料进行表面修饰,由多材料组成的复合材料具有更好的生物相容性。应用组织工程化技术修复重建损伤的半月板,是今后半月板损伤修复研究一种新的治疗方法。     

羟基磷灰石表面修饰人工角膜钛支架的体内生物相容性

背景：纯钛人工角膜支架在临床应用中的并发症发生率较高,因此寻找一种生物相容性高的人工角膜支架材料一直是国内外研究的重点和热点。目的：观察羟基磷灰石表面修饰人工角膜钛支架的体内生物相容性。方法：取新西兰白兔27只,制作右眼角膜碱烧伤模型,造模后立即均分为3组,实验组右眼植入经过羟基磷灰石表面修饰的人工角膜钛支架,对照组右眼植入人工角膜钛支架,空白对照组右眼仅制备囊袋而不植入支架。术后2,4,16周取兔右眼角膜组织,进行病理组织学观察及扫描电镜观察。结果与结论：术后16周,3组间炎性细胞与纤维细胞数量比较差异均无显著性意义。随着时间的延长,实验组角膜组织逐渐增多,纤维组织逐渐增厚,细胞外基质附着逐渐增加,角膜组织贴附密集度、细胞外基质附着密集度及组织愈合度均优于对照组及空白对照组。表明羟基磷灰石表面修饰人工角膜钛支架具有良好的生物相容性,可有效促进角膜细胞增生,有利于角膜血管化。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

以交联透明质酸钠为支架体外构建组织工程软骨

背景：采用组织工程技术再生和重建软骨是目前修复软骨组织缺损效果最好、最有应用前景的方法。 目的：以体外培养的软骨细胞和交联透明质酸钠为支架材料,开发一套体外构建组织工程软骨的完整方案。 方法：分离新西兰兔膝关节软骨细胞,制成细胞悬液滴加于交联透明质酸钠支架上,体外复合培养21 d,提取RNA进行RT-PCR检测,制备冰冻切片进行显微观察和免疫组织化学观察。 结果与结论：软骨细胞接种于交联透明质酸钠支架材料后,可贴附于支架上生长,并且大量细胞聚集成团,在支架材料的纤维间隙中生长或呈单层细胞附着于支架材料纤维。细胞-支架复合物表达软骨组织特异性蛋白聚糖基因和Ⅱ型胶原α1基因,以及软骨组织特异性蛋白Ⅱ型胶原蛋白,可维持软骨细胞表型。表明培养的细胞-支架复合物在体外培养可形成软骨细胞外基质,有望获得组织工程软骨组织。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程全文链接：     

透明质酸复合材料研究现状

  背景：透明质酸具有独特的线性大分子结构和流变性性能,具有良好的生物相容性且为细胞表面信号识别物质,在组织工程领域具有较好的应用潜力。 目的：综述透明质酸复合物在医用材料方面的研究进展。 方法：查阅国内外有关透明质酸复合物在制备、安全性评价和临床试验方面的相关文献,归纳总结透明质酸复合物在软骨支架、角膜支架和黏膜填充剂3个方面的研究进展。 结果与结论：透明质酸复合物具有适当的空隙、仿生的三维微观结构、良好的理化性能和生物学性能等优势,使其在软骨支架和角膜支架应用方面展现应用潜能。透明质酸复合物作为黏膜填充剂已实现临床应用,报道的治疗有效率低和部分并发症需进一步研究,由于黏膜组织质地疏松,要求复合物在设计上要具有更为长期的稳定性。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

组织工程血管研究的新进展

血管组织工程近年来发展的相当快，目前的研究主要着眼于支架材料的设计诸如机械性能和生物活性的改变，种子细胞的选择及体外动态培养系统的应用。进一步改进支架材料的生物特性，深入研究细胞间的相互作用及细胞信号的传导尤其是基因工程，干细胞研究的进展将会促进组织工程血管在临床应用。     

微孔在组织工程替代物中的形成及作用

支架材料的研究是组织工程的基础，可以为组织细胞提供三维支架环境，有利于细胞的黏附、增殖和分化。组织工程生物皮肤替代物移植作为永久性皮肤替代物是多年来研究的重点。多孔支架作为一种与细胞相互作用促使组织合成的三维结构，在组织工程中已有广泛的研究和临床应用。一种合适的生物活性支架必须有以下的特性：产品本身及代谢产物必须有生物相容性；有一定的降解速率；     

组织工程化心脏瓣膜的研究进展

心脏瓣膜置换术是外科治疗瓣膜性心脏病的主要方法，但目前临床应用的人工瓣膜的远期效果尚不满意。近年来，随着组织工程学技术的进展，利用培养的自身组织细胞种植于支架材料表面，体外重新构建理想的心脏瓣膜植物日益成为研究热点。本文简述了心脏瓣膜工程的定义，细胞支架材料的选择，种子细胞的培养、种植方法以及组织工程化心脏瓣膜的评估，并指出下一步研究中尚需解决的问题。     

壳聚糖及其衍生物在软骨组织工程中的应用

背景：作为生物型支架,壳聚糖因其独特的多孔三维结构、易于改性的特征及良好的生物相容性成为了软骨组织工程支架材料的研究热点。 目的：就壳聚糖及其衍生物的设计、改性及在软骨组织工程中的应用作一综述。 方法：应用计算机检索PubMed数据库和CNKI数据库,中文关键词为“壳聚糖,壳聚糖衍生物,支架材料,组织工程,软骨组织”,英文检索词为“chitosan;chitosan derivatives;scaffold;tissue engineering;cartilage”,检索文献时间范围为1990年1月至2015年1月。 结果与结论：壳聚糖是一种天然的生物多糖,通过化学改性、共混改性等方法可以改变壳聚糖的溶解度、机械强度、生物活性甚至生物降解性等自身特性,从而制成更为合适的生物支架材料。进一步研究表明,将壳聚糖与种子细胞进行共同体外培养可以获得正常形态的软骨细胞并能合成特异性的细胞外基质成分,在动物体内,壳聚糖支架与种子细胞所构建的组织工程软骨能够修复软骨损伤,形成与周围正常软骨相似的组织。壳聚糖及其衍生物支架材料在软骨组织工程中有较为广阔的研究前景。  中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

脱细胞脊髓基质支架的制备及生物特性

背景：以脱细胞脊髓基质材料为构架的脊髓生物支架,已被证实可恢复或部分恢复受损的脊髓神经功能。 目的：介绍脱细胞脊髓基质支架的制备方法和部分生物特性,对近年来其在脊髓组织工程中的应用及进展作一概述。 方法：应用计算机检索 CNKI 和 PubMed 数据库中 2005年1月至2014年10月关于脱细胞脊髓基质支架材料在脊髓损伤中应用的文章,在主题和摘要中,中文以“脱细胞脊髓,支架材料,脊髓损伤,组织工程学”为检索词检索,英文以“acellular spinal cord;engineering tissue;spinal cord injury;scaffold”为检索词进行检索。 结果与结论：脱细胞脊髓基质支架具有较低的抗原性、优良的生物相容性及类似脊髓的三维支架结构,但存在力学性能差及结构不稳定等缺点。通过京尼平、戊二醛等交联剂改性后可明显提高支架的生物性能。目前国内外已对脱细胞脊髓基质支架在神经修复再生方面的应用做了一些探索,为脊髓组织工程学打下了基础。由于脱细胞脊髓基质支架的诸多优点,脱细胞脊髓基质材料有望成为脊髓组织工程学的理想材料。中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

聚乙烯醇及其复合材料在组织工程支架中的应用

背景：聚乙烯醇是具有良好生物相容性和生物降解特性的聚合物,因其水溶性、成膜性、乳化性、胶黏性,而且无味无毒,被广泛用于临床领域。目的：综述聚乙烯醇及其复合材料在骨、软骨、皮肤、血管等组织工程支架中的应用。方法：由第一作者检索2000年1月至2011年12月中国知网数据库、1980年1月至2012年12月Pubmed数据库及 Elsevier数据库中,有关聚乙烯醇及其复合材料在骨、软骨、皮肤、血管等组织工程支架中应用的文章,中文关键词为 “聚乙烯醇,复合材料,组织工程支架”,英文关键词为 “Poly (vinyl alcohol),composite material, tissue engineering scaffold”。结果与结论：虽然聚乙烯醇及其复合材料还存在强度不够高、植入后有并发症等缺点,但这类材料具有良好的生物相容性和生物可降解特性,在组织工程中的应用从实验室到临床前研究都有很大的进展。对于其修复的长期效果还需要进一步深入研究。通过对材料表面进行修饰,改善细胞与支架材料的相互作用;通过模拟细胞生长微环境,制备仿生材料,提高材料的亲水性、对细胞的黏附性,促进细胞的分化增殖;构建具有可控三维多孔结构的支架,并赋予其控制释放细胞生长因子等功能,更好地仿生天然细胞外基质的结构和功能;制备出降解速度与机械强度能够完全适应组织再生需要的支架,研制复合、仿生材料是今后支架材料研究的主要方向。     

组织工程材料修复半月板运动损伤的可行性及特点

背景：组织工程技术的发展为半月板损伤的修复和再造开辟了新的途径,利用该技术构建有功能的半月板在防治半月板切除后的并发症中有重要意义。 目的：综述了组织工程材料在半月板运动损伤修复中的可行性及特点。 方法：由第一作者检索1990/2010 PubMed数据库及中国知网数据库有关天然生物材料、人工合成材料、纳米材料修复半月板损伤的文章。英文检索词为“meniscus,sports injuries,repair,tissue engineering,material ”,中文检索词为“半月板,运动损伤,修复,组织工程,支架材料”。 结果与结论：由于半月板的血供特点,致使半月板无血运区损伤不具备愈合能力。组织工程技术的发展为半月板损伤的修复和再造开辟了新途径。目前报道较多的修复半月板支架材料主要有天然生物材料、人工合成材料、纳米材料等。组织工程化半月板的研究已取得了阶段性的成果,但对支架材料正处于研发实验阶段,还没确定出一种最理想的材料,因此寻求一种具有良好的细胞相容性,可控制的降解率并具有一定力学强度的支架材料仍是半月板组织工程的研究热点。