旋转式生物反应器内构建组织工程髓核

目的 探讨旋转式生物反应器(RCCS)对体外构建的组织工程髓核的影响.方法 将兔髓核细胞体外扩增至第3代,以3×107/ml的浓度接种于聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)无纺网支架上.实验组在RCCS内培养,对照组静态培养.培养4周后取出细胞与支架复合物,行大体标本观察、扫描电镜、组织学和免疫组织化学染色观察、定量测定糖胺聚糖(GAG)及DNA含量.结果 旋转式生物反应器下构建的组织工程髓核的厚度、大小及组织弹性好于对照组,实验组GAG、DNA含量分别为(211.0±10.9,13.3±2.1),Ⅱ型胶原免疫组织化学染色面积百分比明显高于对照组(152.0±14.4,7.5±1.5),差异有统计学意义(P<0.05).结论 旋转式生物反应器能促进椎间盘髓核细胞Ⅱ胶原及糖胺聚糖的合成分泌,有利于在体外构建组织工程髓核.     

应用旋转式生物反应器体外构建组织工程软骨具优越性

目的:应用HFB-40型旋转式生物反应器体外培养一定形状的人工软骨组织,为组织工程软骨应用于更广泛的领域打下基础.方法:将第3代兔软骨细胞接种于2 mm × 4 mm × 4mm的长方体聚乳酸聚羟基乙酸聚合物(PLGA)上,随机分为A、B两组.A组为实验组,培养于生物反应器内;B组为对照组,培养于普通培养瓶内.4周后定量检测支架中氨基糖胺聚糖(GAG)、DNA含量,分析Ⅱ型胶原免疫组织化学染色面积百分比差异.结果:实验组支架-细胞复合体体积较大,较厚,表面光滑,有弹性,有光泽,其GAG、DNA含量以及Ⅱ型胶原免疫组织化学染色面积百分比明显高于对照组(P<0.01).结论:生物反应器相对于普通的培养瓶,能够提供更加有利于软骨细胞在PLGA中生长的外部环境,更有利于组织工程软骨的形成.     

心血管组织构建生物反应器

由于目前临床应用的心脏瓣膜替代物存在不足,近年来,探索以合适的方法构建具有生长活性的组织工程化心脏瓣膜(tissue engineering heart valve,TEHV)一直是该领域各国学者研究的焦点,但由于心脏瓣膜所处力学环境的复杂性,体外培养心脏瓣膜比较困难,尽管有一些成功的实验但依然存在诸多问题.     

生物反应器在组织工程中应用的研究进展

生物反应器的结构复杂程度不同,其应用范围也不同。目前广泛应用于组织工程的生物反应器主要是针对骨组织、软骨、韧带和血管而设计的。生物反应器的使用有助于细胞和支架的复合,有利于细胞的生长,并且可以维持细胞的活性,促进干细胞分化。在生物反应器中,通过控制细胞的生长条件、机械刺激或者其他刺激可以使细胞在三维支架上生长,提高大规模生产组织替代物的效率,促进工业化生产。体内生物反应器更接近人体的内环境,将是组织工程研究的一个方向。     

生物反应器构建组织工程化血管的初步研究

目的探讨生物反应器内构建具有一定力学强度的组织工程化血管的可行性.方法从6月龄毕格犬的颈总动脉、颈外静脉分别获取平滑肌细胞和内皮细胞,体外培养扩增后,将平滑肌细胞接种于聚羟基乙酸(PGA)上形成细胞-材料复合物,置于生物反应器内(搏动频率75次/min;扩张量＜5%)培养3周,接种内皮细胞继续培养1周后取新生血管,进行大体观察、组织学和免疫组化检测.结果生物反应器内培养的组织工程化血管大体观察具有良好的弹性,管腔圆;平滑肌纤维成分排列规则且有层次感;免疫组化染色显示,平滑肌细胞呈棕黄色层状排列,内皮细胞于血管内侧呈单层排列.结论应用生物反应器可构建具有良好弹性的组织工程化血管.     

生物反应器构建组织工程化血管的初步研究

目的探讨生物反应器内构建具有一定力学强度的组织工程化血管的可行性。方法从6月龄毕格犬的颈总动脉、颈外静脉分别获取平滑肌细胞和内皮细胞,体外培养扩增后,将平滑肌细胞接种于聚羟基乙酸（PGA）上形成细胞-材料复合物,置于生物反应器内（搏动频率75次／min;扩张量〈5％）培养3周,接种内皮细胞继续培养1周后取新生血管,进行大体观察、组织学和免疫组化检测。结果生物反应器内培养的组织工程化血管大体观察具有良好的弹性,管腔圆;平滑肌纤维成分排列规则且有层次感;免疫组化染色显示,平滑肌细胞呈棕黄色层状排列,内皮细胞于血管内侧呈单层排列。结论应用生物反应器可构建具有良好弹性的组织工程化血管。     

肌腱生物反应器的开发与组织工程肌腱的构建

分析了骨骼肌和气动肌腱的力学特点,确定以能模拟肌肉运动的气动肌腱作为肌腱生物反应器的动力元件,并开发肌腱生物反应器的控制系统和测量系统的软硬件,设计细胞培养室及换液系统,形成了一套完整的肌腱生物反应器系统。采用鸡的趾深屈肌腱细胞构建组织工程肌腱。通过工程化肌腱的构建实验表明：整个肌腱生物反应器系统运行良好,并能成功培养组织工程肌腱达12周。     

生物反应器内再造组织工程化心肌的实验研究

目的：在体外模拟以微策略条件下构建心肌细胞-胶原复合体,探索组织工程化心肌组织体外再造的可行性。方法：采用顺序消化及差速贴壁法从1-2d龄新生大鼠的心肌组织中分离心肌细胞,并将其与多孔胶原复合形成复合体。复合体在旋转生物反应器（rotary cell culture system,RCCS）中进行培养,观测复合体内心肌细胞的生长状况、超微结构、细胞代谢率及细胞组分的变化,并将其与正常心肌和常规培养的复合体进行比较。结果：在RCCS中培养的复合体内的细胞具有心肌细胞的特殊超微结构,免疫组化显示其中的α-横纹肌肌动蛋白染色呈强阳性,与静止培养的复合体细胞相比,细胞代谢更加旺盛。结论：采用组织工程技术可以在RCCS中培育出组织工程化心肌组织。     

新型生物反应器用于构建组织工程血管的初步探索

目的设计一种实用的生物反应器,并探讨把它应用于组织工程血管(TEBV)培养的可行性。方法根据国外文献所报道的基本原理,设计一种实用的生物反应器,把人脐动脉血管平滑肌细胞(VSMCs)接种到管状聚乙醇酸(PGA)无纺布培养支架上,放入生物反应器内进行三维压力培养,2周后收获培养新生物,肉眼观察大体外观并拍照记录,扫描电镜检测表面形貌。结果 VSMCs在生物反应器内经2周连续培养初步形成一条血管样组织。新生组织外观光滑平整,色泽鲜亮,具有一定厚度和弹性,能自我维持管腔形态。扫描电镜显示组织含有丰富的细胞外基质(ECM),PGA无纺布已被ECM完全包裹,管壁有未降解的PGA碎片。结论设计的生物反应器符合组织工程培养的要求,未来可以用其进行构建TEBV的进一步研究。     

离心应力下构建组织工程髓核

目的:探讨离心应力对髓核细胞功能表达和组织工程髓核结构的影响.方法:取兔胸腰段椎间盘髓核组织,经胰蛋白酶.Ⅱ型胶原酶消化分离出细胞,在含15%灭活胎牛血清的DMEM/F12培养基中体外扩增至第3代,以3×107/ml的细胞悬液种植于PIGA无纺网支架上.实验组在离心力下培养(实验1组相对离心力为134.16g,实验2组相对离心力为301.86g,每天2次,每次离心20 min),对照组静态培养,每组4个标本,培养4周后取出髓核细胞与支架复合物,行大体标本,扫描电镜,组织学和免疫组织化学染色观察离心应力对组织工程髓核结构及Ⅱ型胶原分泌情况的影响.结果:离心应力下构建的组织工程髓核的厚度和直径大于对照组,细胞外基质明显多于对照组,Ⅱ型胶原免疫组化染色,实验1组阳性染色面积为(14.36±2.82)%,实验2组阳性染色面积为(18.71±2.14)%,对照组为(9.13±1.58)%,实验1组、实验2组与对照组差异有统计学意义(P<0.01),实验2组与实验1组差异有统计学意义(P<0.05).结论:一定范围的离心应力刺激髓核细胞增加Ⅱ型胶原的分泌,有利于在体外构建组织工程髓核.     

组织工程心脏瓣膜生物反应器的改建及初步应用

目的:对自主研制脉动生物反应器加以改进,使其脉动流场能够体外模拟高流量高压力的在体瓣膜环境,并对整体构建的组织工程心脏瓣膜(TEHV)进行流场内培养的初步研究.方法:采用韩国产双囊搏动泵(T-PLS)作为新脉动流场的动力装置,并设计了新的气液交换通路以减少污染.以脱细胞猪主动脉瓣为支架,人的骨髓间质干细胞(BMSCs)为种子细胞整体构建TEHV.静态培养4 d后,置于生物反应器内分别在小流量(0～600 ml/min)和大流量(0～4 800 ml/min)脉动流场培养7 d,观察细胞残留情况.结果:流场改进后流量范围从0～1 200 ml/min提高到0～6 000 ml/min,系统内压力范围从0～40 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)提高到0～180 mmHg.TEHV在低流量脉动流场内有部分细胞存留(26.3%),而在大流量流场中细胞几无存留.结论:新的生物反应器能够基本模拟在体瓣膜的流体动力学环境,能够应用于TEHV的体外培育研究,但目前构建的TEHV尚不能耐受大流量流体的冲击.     

退变髓核细胞修复及组织工程应用研究进展

髓核细胞退变的病理机制十分复杂,完整的退变过程目前尚未明确.髓核细胞退变保守治疗或手术治疗均具有一定局限性.近年来,生物分子技术和组织工程技术的发展为修复退变髓核细胞提供了新的思路和方法.干预Notch信号通路、调节细胞内的生长因子或抑制因子的表达对修复早期退变髓核细胞均具有积极作用,而细胞移植技术和生物复合材料的兴起...     

血管生物反应器的研究与应用

该文根据生物力学的原理,分析了直圆筒形血管的流动状况和血管的受力特性,在此基础上设计了一套的能模拟血管体内环境的生物反应器,通过血管的培养和相关检测分析,表明生物反应器的设计是合理的,性能是可靠的.     

生物反应器在关节软骨体外构建中的应用

近年来,关节软骨退变或缺损的修复仍是临床治疗的热点及难点,尽管临床上尝试了许多新的治疗手段,但远期效果仍不理想。当前,软骨组织工程在种子细胞、支架材料、调节因子、组织构建等方面已取得了巨大的进展。     

椎间盘组织工程学髓核种子细胞的研究新进展

椎间盘退行性变是临床的常见病,其病因尚不明确,可引起的一系列疾病如腰椎间盘突出症、颈椎病、椎间盘源性疼痛、椎管狭窄症以及脊柱节段不稳等,是导致腰腿痛和影响患者生活质量的常见原因之一。目前临床上的各种治疗办法或多或少存在着许多难以克服的问题,随着椎间盘髓核细胞组织工程学研究的不断深入,为椎间盘退行性变的治疗带来了新的希望,但其种子细胞的来源和鉴定等方面仍有许多问题亟待解决。     

血管生物反应器的研究与应用

该文根据生物力学的原理，分析了直圆筒形血管的流动状况和血管的受力特性，在此基础上设计了一套的能模拟血管体内环境的生物反应器，通过血管的培养和相关检测分析，表明生物反应器的设计是合理的，性能是可靠的。     

心肌组织工程研究现状

组织工程包括种子细胞、生物材料和组织构建三部分.种子细胞的来源和种类是心肌组织工程的关键环节,目前研究较多的主要有胎幼心肌细胞、心脏自体细胞和全、多能干细胞等.生物材料是细胞附着的基本框架和代谢场所,直接影响所构成的组织形态和功能.生物反应器系统使体外构建理想的工程化心肌组织成为可能.本文介绍近年来心肌组织工程在上述三方面的研究进展.     

心肌组织工程研究现状

组织工程包括种子细胞、生物材料和组织构建三部分。种子细胞的来源和种类是心肌组织工程的关键环节,目前研究较多的主要有胎幼心肌细胞、心脏自体细胞和全、多能干细胞等。生物材料是细胞附着的基本框架和代谢场所,直接影响所构成的组织形态和功能。生物反应器系统使体外构建理想的工程化心肌组织成为可能。本文介绍近年来心肌组织工程在上述三方面的研究进展。     

C2C12细胞体外微型灌注生物反应器培养初探

目的 研究组织工程种子细胞C2C12在微型灌注生物反应器中培养的特点,以期探索一种有效的种子细胞体外培养方法.方法 在自行研制的微型灌注生物反应器中以20%换液量/天、30%换液量/天两种条件进行C2C12细胞培养,通过细胞形态、生长曲线、细胞群体倍增时间及生化代谢离线检测等对培养情况进行研究.结果 微型灌注生物反应器培养较传统的细胞培养瓶培养,培养基使用效率提高;在细胞形态无显著性变化的情况下,细胞群体倍增时间显著缩短.而且,C2C12细胞的生化代谢在20%换液量/天灌注条件下较30%换液量/天的为佳.结论 C2C12细胞的灌注生物反应器培养方式较传统的细胞培养瓶培养方式优越,同时,20%换液量/天的灌注条件较30%换液量/天为佳.该灌注培养体系值得进一步深入研究.