模拟微重力环境下层状修复体与软骨细胞复合培养的实验研究

[目的]探讨模拟微重力作为软骨组织工程培养方法的作用和胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙(trical ciumphosphate,TCP)层状梯度修复体作为关节软骨组织工程支架的可行性.[方法]体外培养新西兰大白兔关节软骨细胞并扩增,吸附于多孔胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体上,模拟微重力和普通环境下三维立体分别培养3周,通过生长曲线、倒置相差显微镜、组织学、扫描电镜及免疫组织化学检测微重力对软骨细胞培养的影响和支架在三维立体培养对软骨细胞的表型、增殖及功能的影响.[结果]软骨细胞/修复体体外培养3周,软骨细胞模拟微重力培养组明显比普通培养组在层状修复体上分布均匀,修复体中心软骨细胞数量明显较多,并分泌细胞基质,包裹在软骨细胞周围,Ⅱ型胶原免疫组织化学染色阳性.[结论]模拟微重力环境有利于软骨细胞在三维支架上的均匀增殖,有望成为软骨组织工程中的一种重要培养方法;胶原/壳聚糖/β-磷酸三钙层状梯度修复体,细胞相容性良好,有望成为一种比较理想的关节软骨组织工程支架材料.     

组织工程骨软骨复合体构建的研究进展

目的对构建组织工程骨软骨复合体的相关研究进展进行综述,讨论构建中存在的不足。方法广泛查阅近年来国内外有关组织工程骨软骨复合体构建研究的相关文献,并对新进展进行综述。结果构建组织工程骨软骨复合体的体内研究较多,将不同组织来源的MSCs作为种子细胞是研究热点;单相支架的应用受到限制,双相和三相支架的研究是新趋势;生物反应器的设计和性能还需进一步优化。结论构建组织工程骨软骨复合体将有望成为一种治疗软骨缺损的具有潜力的方法。     

组织工程软骨支架材料的研究进展

近年来,采用组织工程学方法构建软骨复合组织成为软骨修复方面新的研究领域。在组织工程中,种子细胞、可降解的支架材料以及细胞生长调节因子并称为组织工程的三大基本要素,其中支架材料在软骨修复过程中所起的作用至关重要。组织工程软骨支架材料的目的是为构建软骨细胞提供三维空间结构,有利于细胞的黏附、增殖,为细胞的生长提供良好的生长环境。     

组织工程骨软骨复合物的构建与形态学观察

目的探讨采用组织工程技术构建骨软骨复合物的可行性。方法将骨髓基质细胞(BMSCs)成诱导软骨后接种于快速成形的三维支架材料聚乳酸／聚羟乙酸共聚物(PLGA)构建组织工程软骨，经成骨诱导的BMSCs接种于聚乳酸／聚羟乙酸共聚物／磷酸三钙(PLGA／TCP)构建组织工程骨，在体外分别培养2周后，将两种工程化组织及两者以无损伤线缝合形成的组织工程骨软复合体分别植入自体股部肌袋，术后8周取材，行组织学观察。结果术后组织学观察表明。组织工程软骨在体内可形成软骨组织组织工程骨在体内可形成骨组织，两者的复合体在体内可形成骨软骨复合物。结论以骨髓基质细胞为种子细胞、以快速成形的生物降解材料为支架体外构建的组织工程骨软骨复合物，可在体内形成骨软骨组织，有望用于骨软骨缺损的修复。     

组织工程骨软骨复合组织构建研究进展

采用组织工程学方法构建骨软骨复合组织是在以往单独构建骨、软骨基础上发展而来的新的研究领域。本文综述了组织工程骨软骨复合组织构建概况、支架材料、种子细胞的选择等方面的最新研究进展。     

外源性生长因子修饰脂肪组织来源干细胞成骨与成软骨表达的研究进展

骨与软骨缺损的修复作为一大难题,长期以来一直困扰着骨科医生.近年来人工骨材料有了迅速的发展,其中以采用组织工程技术,将外源性生长因子转染种子细胞以组成一个相互作用的转染复合体系,从而对种子细胞进行成骨及软骨诱导,用以构建组织工程骨与软骨进行体内修复的方法目前得到了极大地关注和肯定.     

藻酸钙复合材料在软骨组织工程中的应用前景

软骨缺乏血运,仅靠自身修复能力有限,近年来随着组织工程的兴起,构建出人工的组织工程化软骨来替代自身缺损的软骨组织已广为研究,研究重点也集中在寻找适合软骨细胞生长,且能满足自身内部环境并能降解的支架材料上。藻酸钙支架构建方式简单;具有水凝胶及三维多孔结构2种形式;在改变物理及化学因素的条件下能改变自身材料的力学及生物特性;且能与其他因素(如高分子聚合物、生长因子)构建出新型的复合材料,因此在软骨组织工程上具有一定的应用前景。本文主要概括了藻酸钙支架材料的特点和优势,就复合其他成分(生长因子、基因片段)的藻酸钙水凝胶和三维结构2种不同形式,联合整复软骨缺损甚至软骨及软骨下骨的应用前景作出展望。     

关节软骨组织工程种子细胞的研究进展

目的 综述关节软骨组织工程种子细胞的研究进展.方法 广泛查阅近年来有关关节软骨组织工程种子细胞的文献,并进行综述.结果 BMSCs分化为软骨细胞将成为关节软骨组织工程种子细胞的主要来源,与支架利用和培养环境改善构成关节软骨组织工程的重要条件.结论 充分利用细胞因子和转基因技术,改良三维支架和培养条件,将推动关节软骨组织技术的进展.     

软骨细胞三维培养扩增与液态凝胶复合构建软骨的实验研究

目的通过在微载体上进行三维培养扩增软骨细胞,并结合液态胶原构建组织工程软骨。方法比较兔软骨细胞在单层培养与微载体上进行三维培养扩增软骨细胞的保持表型能力。幼兔软骨细胞分别进行单层和微载体三维培养扩增,并进行体外球型培养评价软骨细胞保持表型能力和糖胺多糖的定量生化分析。三维培养扩增软骨细胞与液态鼠尾胶原复合构建组织工程软骨,分别以低细胞密度（2×10^6个／mL）和高细胞密度（1．2×10^7个／mL）两种细胞密度接种,培养14d后通过组织学特种染色鉴定构建组织特性。结果微载体培养的软骨细胞可以保持良好活力和保持表型能力,与单层培养体系相比较,细胞糖胺多糖的定量生化分析的差异具有统计学意义（P〈0．05）。三维培养扩增软骨细胞复合液态鼠尾胶原构建组织工程软骨,体外14d后发现高细胞密度接种时可形成形态稳定的软骨组织。组织学染色显示为透明软骨样组织。结论在微载体上进行三维培养扩增软骨细胞可以加强细胞保持表型能力。软骨细胞与液态胶原合成后,以高细胞密度（1．2×10^7个／mL）可以在体外形成形态稳定的组织工程软骨。     

微重力环境下体外构建组织工程化椎间盘

[目的]利用微重力培养环境,构建高质量组织工程化椎间盘。[方法]选用成年新西兰大白兔椎间盘细胞作为种子细胞,复合聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)支架,分别在微重力培养环境和普通培养板环境下培养,利用倒置显微镜、MTT比色法、扫描电镜、组织学观察椎间盘细胞、支架和复合结构质量。[结果]体外单层培养的椎间盘细胞呈多角形符合传代要求,微重力环境比普通培养环境能更好地促进椎间盘细胞的增殖,同时椎间盘细胞在支架内分布更加均匀。[结论]微重力培养环境更适于椎间盘细胞在三维培养结构中均匀增殖,有利于构建高质量组织工程化椎间盘用于深入研究。     

三种不同方式构建组织工程软骨修复犬膝关节骨软骨缺损对比的实验研究

[目的]通过对比三种不同方式构建的骨软骨复合体修复比格犬膝关节骨软骨缺损的修复情况,探讨构建组织工程化软骨的最佳可行性方案.[方法]本研究分别采用体外单体培养、分体培养、生物反应器内分体培养体内构建三种方式构建骨软骨复合体,模仿马赛克移植术植入比格犬膝关节骨软骨缺损处,通过大体观察、组织学分析观察其修复情况.[结果]术后3个月,3种方式构建的骨软骨复合体均不同程度修复了犬关节软骨缺损,采用生物反应器内分体培养体内构建方式修复骨软骨缺损效果优于前两种方式.[结论]灌注型生物反应器使软骨和成骨细胞在三维载体内存活并增殖,提高细胞在载体内的复合效率,软骨修复情况优于前两种方法.     

组织工程骨软骨复合体的研究进展及展望

随着材料科学、细胞生物学、力学生物学以及生物反应器技术的进步，采用组织工程的方法构建合适形状和大小的组织工程骨软骨复合体为骨软骨复合缺损的修复提供了新的希望。本文将对这一领域进行综述。     

生物力学在关节软骨修复中的作用

活动关节软骨是无血管的透明软骨,损伤后修复困难。传统的修复方式以手术为主,但修复的软骨组织常常无法满足透明软骨的结构条件。软骨组织工程是修复关节软骨的又一途径,在过去几十年,研究者们除了关注"细胞、支架、生长因子"3要素,也开始关注力学条件对构建组织工程软骨的作用。活动关节有复杂的力学性能,关节软骨、软骨基质和其中的细胞都受到不同强度、频率和不同方向的力学刺激,从而影响其功能和结构。在构建组织工程软骨的过程中,添加了力学刺激对软骨细胞的功能、间充质细胞的分化都有重要作用。何种力学条件最有利于构建具有类似天然透明软骨结构和功能的组织工程软骨是该研究领域的热点。     

骺板软骨细胞复合三维支架体外构建组织工程软骨的研究

目的探讨将骺板软骨细胞复合三维支架经体外培养,构建组织工程软骨的效果及其生物学特点. 方法将3周龄幼兔第1代骺板软骨细胞与液态的生物凝胶混合,接种于聚磷酸钙纤维/L-聚乳酸(CPPF/PLLA)三维支架材料,构建组织工程软骨组织块,连续培养4周.行大体、倒置显微镜及组织学、Ⅰ型和Ⅱ型胶原免疫组织化学光镜观察,定量检测硫酸糖胺多糖(GAG)含量. 结果构建的组织工程软骨块在培养过程中能保持其初始外形,种子细胞呈稳定的三维均相分布,外观逐渐呈乳白色、半透明,硬度亦不断增加.培养1周有软骨细胞陷窝形成,2周后形成富含Ⅱ型胶原和蛋白聚糖、具有典型软骨组织结构的工程化软骨,且Ⅰ型胶原逐渐转为阴性.4周时构建软骨的组织结构与天然骺板软骨相类似,硫酸GAG含量平均为天然骺板软骨的34%以上. 结论骺板软骨细胞复合三维支架体外培养可生成典型软骨,且可形成类似天然骺板软骨的组织结构,能满足修复骺板缺损的基本要求.体外培养1～2周可能是植入体内修复骺板缺损的较佳时机.     

力学刺激促进骨髓基质干细胞体外软骨分化

目的 探讨离心力刺激对猪骨髓基质干细胞(BMSCs)体外成软骨分化的作用,以及对三维支架上构建组织工程化软骨的影响,明确力学刺激与细胞分化及组织形成的关系,为体外软骨构建提供适当参数.方法 抽取8周龄猪髂嵴骨髓,应用贴壁法分选单个核细胞,体外培养扩增后获得第2 代BMSCs,以5.0×107/cm3 的细胞密度接种到聚羟基乙酸(PGA)制成的圆柱形三维支架上,7 d后分成4组,在不同的力学条件及诱导条件下培养.8周后取材,行相关检测.结果 力学诱导组形成的组织呈白色,细腻光泽,形状规则,体积无明显改变,有良好的弹性和硬度,并具有典型的软骨陷窝结构和大量软骨特异性细胞外基质 ,Ⅱ型胶原及丰富的聚合蛋白多糖(GAG)成分.GAG含量为(6.0±1.2) mg/g,抗压强度为 (2.2±0.8) kPa,弹性模量为(7.4±1.6) kPa.各项指标均明显优于其他各组.结论 力学刺激有利于促进BMSCs成软骨分化,并在三维支架材料上构建组织工程化软骨.     

胎猪BMSC体外构建软骨的实验研究

目的比较胎猪骨髓间充质干细胞（Bone Marrow Mesenchymal Stem Cells,BMSCs）和成年猪BMSCs构建软骨能力的差异,寻找合适的同种异体组织工程软骨种子细胞来源。方法通过剖腹产手术获得胎龄为70 d的胎猪,胎猪骨髓液贴壁培养获得胎猪BMSCs;抽取成年猪骨髓液,经贴壁培养法获得成年猪BMSCs。两种细胞体外扩增培养后,观察第3代细胞形态,并进行成骨、成脂和成软骨诱导。分别取两种细胞以1×108 cells/mL的细胞终浓度,接种于聚乳酸包埋的聚羟基乙酸支架,体外诱导培养8周后取材。通过大体观察、糖胺聚糖（GAG）含量测定、总胶原含量测定、组织学,以及免疫组化等方法,对两种细胞构建的组织工程软骨的相关生物学特性进行比较。结果胎猪BMSCs比成年猪BMSCs具有更好的增殖和成骨、成脂和成软骨能力。胎猪BMSCs构建的软骨有良好的软骨外观,而且GAG含量和总胶原含量均高于成年猪BMSCs构建的软骨（P<0.01）。组织学和免疫组化显示,胎猪BMSCs构建的软骨组织结构致密,基质及Ⅱ型胶原显色程度均明显强于成年猪BMSCs构建的软骨。结论胎猪BMSCs是组织工程软骨较好的种子细胞来源。     

软骨组织工程支架材料研究进展

关节软骨损伤是骨科常见疾病,现阶段在临床上比较有效的治疗手段是移植治疗.由于异体软骨易被受体吸收或排斥,而自体软骨取材受限,关节软骨的移植治疗受到很大限制.因此,以生物材料作为细胞生长的三维支架,利用组织工程技术生产用于移植治疗的软骨组织成为当前研究的重点.组织工程研究内容主要有种子细胞、支架材料以及生长因子.其中,理想的支架是组织工程成功的关键.……     

骨骼肌来源的细胞在骨和软骨组织修复与再生中的应用

目前,骨科领域关节利用组织工程技术促进骨和软骨组织再生的研究发展很快.有多种不同组织来源的细胞可被利用作为骨和软骨组织工程的种子细胞,如骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)[1]、脂肪干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)[2]、皮肤成纤维细胞(fibroblasts)[3]、诱导多能干细胞(induced pluripotent stem cells)[4]、关节滑膜细胞[5]、骨骼肌细胞[6]等.本文就近年来国际上应用骨骼肌来源的细胞修复骨和软骨缺损的研究进行综述,并对其应用存在的问题和将来的发展方向予以讨论.     

骨-关节软骨复合组织块构建的实验研究

目的探讨采用组织工程技术构建骨．关节软骨复合组织块的可行性。方法将分离、培养的第2代软骨细胞和成骨细胞分别接种于磷酸三钙支架上，培养2周后通过物理方法将两者连接成一个整体，然后接种于裸鼠皮下。术后8周取材，行组织学观察。结果复合组织块在体内分别形成软骨组织和成骨组织，而且两者界面整合良好。结论以软骨细胞和成骨细胞为种子细胞、以磷酸三钙为支架体外构建的组织工程软骨和骨，可在体内形成组织工程骨．关节软骨复合组织块，有望用于关节软骨缺损的修复。     

组织工程骨的研究成果及存在的问题

自1980年成骨细胞分离培养成功以后，大大提高了成骨细胞生物学特性的认识。以后随着医学生物材料学的发展和“组织工程”概念的提出。在体外构建有生命的组织工程骨得到了迅速发展，并已有临床初步应用的报道。经过近20年的研究历程，逐渐使组织工程骨的研究问题集中在种子细胞优选，人工细胞外基质的三维组合，组织工程骨的体外构建技术及细胞与材料的相互作用，