气管移植研究中的新型替代物--组织工程化气管

组织工程学是近年来蓬勃兴起的一门新型学科,本文就气管移植外科发展的历史背景和组织工程领域中的热点--组织工程化气管构建的实验进展进行了综述,并指出组织工程化气管研究领域所面临的问题和今后的研究方向.     

3D打印与组织工程技术在气管替代治疗中的应用与热点

背景:由于缺乏满意的气管替代物,功能性气管重建仍然是一个外科挑战。目的:综述组织工程气管支架的研究热点、临床应用及主要存在的问题。方法:以"3D Printing,tissue-engineered trachea,trachea reconstruction,tracheal replacement;3D打印气管,组织工程气管,气管重建,气管替代"为关键词,检索PubMed、Medline、万方数据库2004至2019年发表的相关文献,共纳入47篇文献进行分析总结。结果与结论:目前气管重建的方式主要有人工气管移植、同种异体移植、自体组织移植和组织工程气管移植。人工气管移植通常引起气管破裂、感染和狭窄而导致移植失败;同种异体移植需要长期的免疫抑制治疗,移植后由于血管再生不足引起的坏死和感染往往导致死亡;自体组织复制气管结构和功能的能力有限且存在手术创伤;组织工程气管通过选择合适的支架材料,在支架中均匀地植入种子细胞,可以模拟与天然气管相似的生物结构和功能,似乎是气管替代物的理想选择。将3D打印技术与组织工程技术相结合,利用生物降解材料打印完整的气管支架,再植入间充质干细胞培育的组织工程气管,为解决长段气管缺损问题提供了新思路。     

气管移植研究中的新型替代物——组织工程化气管

组织工程学是近年来蓬勃兴起的一门新型学科，本就气管移植外科发展的历史背景和组织工程领域中的热点——组织工程化气管构建的实验进展进行了综述，并指出组织工程化气管研究领域所面临的问题和今后的研究方向。     

静电纺丝技术构建组织工程气管支架的研究进展

支架的选择是组织工程气管替代研究的核心内容之一.阐述了电纺技术的概况及新发展,分析比较天然、合成和复合材料的电纺支架的优缺点,其在气管支架的选材及制作处理方法上的独特优势.对于具体实验或临床对象,应选择合适的聚合物,改进表面修饰技术及调控电纺纤维的结构尺寸和配置,以符合组织特异性和多样性,更好地构建组织工程气管支架.     

间充质干细胞在组织工程气管中的研究进展

组织工程学通过细胞或组织重建,修复缺损组织并保留其生物功能,成为气管替代治疗的新途径.种子细胞、生长因子及气管支架材料是组织工程气管的三大要素,学者们一直在寻求理想的种子细胞.间充质干细胞(MSCs)是一种具有高度自我更新能力和多向分化潜能的干细胞,广泛分布于骨髓、脐带、脂肪组织、心肌组织、大脑、肌肉和皮肤等,可向骨、软骨、脂肪、神经等多种细胞定向分化.MSCs具有增殖能力强、分化范围广、免疫调节等功能特点,能够修复损伤的组织,有望成为应用于组织工程气管的理想种子细胞.旨在对MSCs在组织工程气管中的应用作一综述.     

脱细胞技术在组织工程气管构建过程中的应用与特点

文题释义：脱细胞技术：是物理、化学和生物酶法去除组织/器官中的细胞成分,消除抗原性,保留器官的三维结构和含有生物活性的细胞外基质。物理法通过超声、高压、冻融等物理手段破坏细胞膜达到脱细胞效果;化学法利用去污剂改变细胞膜的通透性,使细胞溶胀破裂完成脱细胞过程;生物酶法主要使核酸酶、胰蛋白酶对组织及器官进行脱细胞处理。去污剂联合酶法：是以脱氧胆酸钠和脱氧核糖核酸酶为基础的脱细胞方法,通过脱氧胆酸钠和脱氧核糖核酸酶破坏细胞膜、消除细胞DNA,消除组织和器官的免疫原性,并保留细胞外基质,为细胞生长和增殖提供物质基础。通过化学法和生物酶法结合,可有效提高脱细胞效率。背景：气管长段损伤的修复一直是气管治疗的重大挑战,组织工程气管脱细胞技术可为气管长段损伤修复提供有效治疗途径。 目的：综述组织工程气管中不同脱细胞技术的优缺点及其在气管替代治疗中的应用。 方法：以“tissue engineered trachea, decellularization, tracheal reconstruction,tracheal replacement therapy;组织工程气管,脱细胞,气管重建,气管替代治疗”为关键词,检索CNKI、万方、PubMed数据库2006年1月至2019年11月的相关文献进行分析总结。结果与结论：①气管长段损伤常因肿瘤、创伤、狭窄、感染等病变引起,需气管替代物进行气道重建治疗,而组织工程研究中脱细胞技术制备的脱细胞气管基质是其治疗的有效途径;②脱细胞技术通过物理、化学和生物酶等工艺去除组织或器官的免疫原性,并有效保留组织器官的细胞外基质,为重塑功能性气管提供支持环境,术后患者无需依赖免疫抑制剂;③目前已有脱细胞技术用于临床气管移植的案例,但患者术后出现较多并发症,其功能尚需进一步完善;④随着脱细胞技术研究的不断深入,脱细胞方法变得更加成熟、精细、多样,为未来临床气管治疗提供了方向和途径。 ORCID: 0000-0002-4808-9644(王志豪) 中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建;骨细胞;软骨细胞;细胞培养;成纤维细胞;血管内皮细胞;骨质疏松;组织工程     

气管切开术后气管内肉芽组织增生治疗体会

目的:寻求气管切开术后气管内肉芽组织增生最佳治疗方法.方法:应用气管内滴药、Nd:YAG激光烧灼及自制气管套管等方法治疗气管内肉芽组织增生14例.结果:4例气管内滴药、7例经气管内滴药联合Nd:YAG激光烧灼、3例通过更换自制气管套管均取得较好的疗效.结论:应用气管内滴药、Nd:YAG激光烧灼及自制气管套管等方法可有效治疗气管内肉芽组织增生.     

人工气管及气管支架材料的应用

背景：以往对中心气道狭窄常采取外科手术治疗,然而,有些患者无法接受,并且手术瘢痕可导致再狭窄。因此,支架置入成为治疗中心气道狭窄的重要手段之一。 目的：总结人工气管及气管支架材料在临床中的应用进展。 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,人工气管,气管支架”或“tissue engineering scaffolds,artificial trachea,trachea scaffolds”为检索词进行检索。根据纳入标准选择22篇文献进行综述。 结果与结论：近年来随着组织工程学的兴起和发展,在生物组织工程化气管的研究方面取得了一定的进展,目前已能够以软骨细胞或骨髓间质细胞为种子细胞构建出与自体气管相近的组织工程化气管,而且能够用软骨细胞及上皮细胞构建出带有气管黏膜上皮的复合组织工程化气管,但这些组织工程化气管移植到体内能否长期具有活性、发挥正常的生理功能等还需要进一步的实验验证。     

生物打印技术在组织工程气管领域的最新研究进展与应用

背景:长段气管病变主要由感染、创伤、恶性肿瘤等因素引起,至今其临床治愈情况仍然无法令人满意.组织工程气管结合生物打印技术可为气管长段损伤修复提供有效治疗途径.目的:综述生物打印技术在组织工程气管领域的应用与进展.方法:以"tracheal tissue engineering,3D printing,4D printi...     

组织工程气管中生物可降解支架的选择与应用

长段气管病变主要由狭窄、感染、外伤、恶性肿瘤等因素引起,切除病变组织或狭窄部分并行端端吻合是其治疗的金标准,但该治疗方案被证明仍存在较大的限制条件。近年来组织工程技术作为一种效果可期的医学替代治疗方法,支架材料的选择是其核心组成部分之一。随着国内外研究者的不断探索,生物材料被不断开发并应用于组织工程气管的相关研究。组织...     

新生兔气管软骨细胞的生物学特性

 目的：探讨体外分离培养的新生兔气管软骨细胞的生物学特性。方法：通过酶消化法体外分离培养新生兔气管软骨细胞;倒置显微镜观察软骨细胞形态及生长状况;电镜观察软骨细胞超微结构;运用real-time PCR、免疫细胞化学染色和甲苯胺蓝染色检测气管软骨细胞分泌的细胞外基质成分。结果：体外分离、培养的兔气管软骨细胞呈短小三角形或不规则形贴壁生长。超微结构显示细胞较多突起,孔隙较多,胞质丰富,细胞器发达,细胞内可见大量蛋白分泌物。软骨细胞表达I、II型胶原、蛋白聚糖等,以II型胶原和蛋白聚糖表达为主。免疫细胞化学染色II型胶原和SOX9阳性,I型胶原弱阳性。甲苯胺蓝染色阳性。结论：适宜的酶消化单层培养法获得的新生兔气管软骨细胞具有分泌软骨细胞外基质成分的特性,可初步为体外构建组织工程气管治疗新生兔气管狭窄的实验研究提供种子细胞。     

Endotracheal Neurilemoma with a Lymphoid Cuff. An Ultra structural and Immunohistochemical Study

A neurilemoma occurred in the trachea of a 63 year old woman complaining of dyspnea. Microscopically, the excised tumor was composed prodominantly of cellular areas of Antoni type A tissue and had a peripheral lymphoid cuff. The schwannian origin was confirmed both immuno-histochemically and ultrastructurally. This tumor without nuclear palisading and Verocay bodies differed somewhat from a conventional soft tissue neurilemoma and closely resembled a particular form of neurilemoma of the stomach, previously reported as a unique entity. Thus, this type of neurilemoma does occur in sites other than the gastrointestinal tract. Acta Pathol Jpn 39:407 412, 1989.     

泌尿外科组织工程的发展现状及展望

基于组织工程学的组织工程技术和干细胞研究在克服组织器官损伤、修复组织器官功能缺失及减少手术并发症等问题上现已取得很大进展。以往传统方法是利用生物替代材料修复组织,而组织工程技术注重将种子细胞与生物材料结合,形成与自身组织结构和功能相同的生物组织来修复组织缺损,优势在于通过组织工程技术可克服供体材料获取的局限性,并能有效减少并发症。组织工程技术的研究目的便是找到最终能很好替代原有组织生物学功能的合适的种子细胞、生物材料,构建适合的体内微环境。本文主要描述目前泌尿外科学中各领域组织工程的发展现状,探讨组织工程技术应用于治疗复杂泌尿系统疾病的未来趋势。本文研究结果显示,尽管目前临床试验还相对较少,但现有研究在动物模型上取得的良好结果揭示了组织工程技术今后用于治疗各种泌尿系统疾病的光明前景。     

Tissue engineering and developmental biology: going biomimetic

This article contains the collective views expressed at the first session of the workshop "Tissue Engineering--The Next Generation," which was devoted to the interactions between developmental biology and tissue engineering. Donald Ingber discussed the chasms between developmental biology and tissue engineering from the perspective of a cell biologist who has had interest in tissue engineering since its early days. Van C. Mow shared a historical perspective on the development of tissue engineering as one of the first engineers involved in the field. David Butler offered an assessment of functional tissue engineering, a new area he helped establish and promote. Laura Niklason discussed how to be more effective in developing cellular therapies for large numbers of patients. Johnny Huard described his approach to tissue engineering, based on the use of muscle-derived cells. Jeremy Mao focused on cell homing and cell density in the context of native development and relevance to tissue engineering. Ioannis Yannas proposed a set of "rules" in organ regeneration. Collectively, the faculty expressed a remarkable level of enthusiasm for bridging the gaps between developmental biology and tissue engineering and offered new ideas on how to facilitate the interaction between the two fields.     

肌肉组织工程研究现状及对运动性肌肉损伤的作用

背景：高水平快节奏的体育运动比赛中容易造成肌肉运动损伤,肌肉组织工程为其修复带来希望。 目的：综述肌肉组织工程研究的现状,为运动性肌肉损伤组织工程学研究提供理论基础。 方法：以“tissue engineering, anterior cruciate ligament repair, biological material scaffold, cytokines, seed cells”为关键词,采用计算机检索Pubmed数据库中1994-01/2010-12的相关文章。纳入与运动性肌肉损伤及肌肉组织工程相关的文章;排除重复研究或Meta分析类文章。 结果与结论：共纳入15篇文献,目前的研究重点包括肌肉组织工程重建、细胞外基质复合材料、肌肉组织工程种子细胞的来源、基质支架4个方面。目前的研究表明肌肉组织工程对运动性肌肉损伤的治疗有良好的应用前景。但在实际应用中,肌肉组织工程的种子细胞的选择、支架材料的构建、细胞外基质复合材料研究和组织的相容性等仍是肌肉组织工程学方面的难点问题。     

组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用

背景：近年来,随着基础研究的发展,许多新方法、新策略已经开始用于脊髓损伤修复,其中组织工程学的发展开辟了一条新的途径,利用组织工程学的方法治疗脊髓损伤已逐渐成为当前新的研究热点。 目的：探讨组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用的研究进展。 方法：检索SCI数据库2002/2011有关组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用的文献,检索词为“组织工程(tissue engineering);脊髓损伤(spinal cord injury);支架材料(scaffold material);胶原(collagen);壳聚糖(chitosan);藻酸盐凝胶(alginate hydrogel);纤维蛋白凝胶(fibrin glue);聚羟基丁酸酯(poly-b-hydroxybutyrate);琼脂糖凝胶(agarose);聚乳酸(poly lactic acid);合成水凝胶(synthetic hydrogels);聚乙二醇(polyethylene glycol)”,对组织工程支架材料修复脊髓损伤的临床及基础文献进行深入分析。 结果与结论：组织工程支架是组织工程修复脊髓损伤研究的重点内容。组织工程支架的材料包括天然材料和人工合成材料,天然材料具有良好的细胞和组织相容性,人工合成的聚合物支架在结构形状、机械强度及规模化生产方面均具有很大的优势。近年来,组织工程支架材料在脊髓损伤中的应用有了很大发展,相继出现了新型支架材料。     

Role of gene therapy in tissue engineering procedures in rheumatology: the use of animal models

Tissue engineering is not only the application of cells and scaffolds to generate a new tissue but should also bring into play biological principles to guide cellular behavior. A way to modify cellular behavior is genetic modification of the cells used for tissue engineering (gene therapy). In the field of rheumatic diseases, cellular modification by overexpressing anabolic factors, such as insulin-like growth factor-I or transforming growth factor beta, or inhibitors of catabolic cytokines or proteolytic enzymes can protect tissues form further destruction and stimulate tissue repair. To test the effect of transgenes on tissue engineering adequate test systems have to be available. Initial testing can be done in simple in vitro systems. However, animal models are unavoidable to study the interaction between the environment and tissue engineering. Optimal models to study gene therapy in combination with tissue engineering in the field of rheumatology are not available at this moment. Arthritis models are mainly developed in small animals while high-quality tissue engineering experiments ask for a large animal model. Development of animal models that can be used for tissue engineering experiments and mimic end stage arthritic diseases is needed.     

组织工程化肌腱在肌腱修复过程中的作用

目的：综述肌腱组织工程在肌腱修复过程中的应用进展。 方法：应用计算机检索1993-01/2009-10 PubMed数据库及维普数据库有关肌腱组织工程研究进展、肌腱支架材料生物力学分析、生物材料在肌腱组织工程中应用及组织工程技术在修复肌腱缺损临床应用方面的相关文献,英文检索词为“tendon transplantation,tissue engineering,biologicalmaterial,cell stent”,中文检索词为“肌腱移植,组织工程,生物材料,细胞支架”。检索文献量总计132篇。 结果：目前组织工程化肌腱的研究已经取得了显著的成果,但要真正应用于临床,大批量生产,仍存在一些问题。诸如最适的种子细胞来源、理想的支架材料、最佳的培养条件以及植入体内的检测方法等,在组织工程真正成为一种治疗肌腱缺损和功能重建的选择之前,这些问题都是有待进一步研究和解决的。 结论：要真正实现体外预制有生命的种植体完全替代人体组织、器官功能,尚面临着许多挑战。     

静电纺聚合物纳米纤维在骨组织工程研究中的进展

组织工程骨在骨缺损、骨不连及骨折延期愈合等骨骼疾病的治疗中有重要应用前景,、组织工程支架是组织工程研究的核心内容之一,静电纺丝制备的纳米纤维以其优异的性能,近年来已开始成为骨组织支架材料的重要研究对象。综述了静电纺聚合物纳米材料包括天然高分子聚合物、人工合成聚合物及复合聚合物纺丝纤维在骨组织工程研究中的进展,提出复合聚合物电纺纤维及其改性是今后骨组织工程支架材料研究的重要方向之一;并探讨了其研究中存在的问题与应用前景。