工程化组织动物体内植入的生物力学测试

工程化组织逐渐成为修复病损组织最具挑战性的新型替代材料。这种材料具有生命活性，植人体内后被降解吸收的同时，可再生组织，从而修复组织缺损，达到牢固的自体组织愈合并重建功能。在研究工程化组织植入体内愈合的过程中，检测植入的工程化组织的生物力学特性是考察其愈合和修复效果的重要方面。本文介绍了工程化组织植人动物体内生物力学检测的样本制备及保存、基本试验方法、近似试验方法和有关对实验结果的影响因素，为工程化组织的体内检测提供重要参考。     

聚合物表面生物修饰对转化人胚肌腱细胞粘附力学特性的影响

目的探讨增强转化人胚肌腺细胞与聚合物材料粘附力学特性的措施。方法采用生物可降解聚合物一乳酸与羟基乙酸共聚物85／15（PLGA85／15）,制成造光的薄膜,表面被衬细胞gbe质（l型胶原蛋白、纤维粘连蛋白,以及相应的抗体）和生长因子（类胰岛素生长因子1）,接种转化人胚肌健细胞后,利用微吸管实验技术测定转化人胚肌腱细胞与聚合物薄膜的粘附力。结果（1）随着I型胶原蛋白裤衬浓度从0μpg／ml增加到10μg／ml,转化人胚肌位细胞与聚合物薄膜的粘附力从1．57×10-8N增至4.17×10-8N,增幅达170％;若在I型胶原蛋白祛衬基础上,复合核…     

组织工程化人工骨血管化研究

目的 比较三种促进组织工程化人工骨体内血管化方法的效果及研究血管化与成骨的相关关系。方法 将HA/β-TCP与PDLLA形成复合支架材料，再复合Ⅰ型胶原、rhBMP-2，与成骨细胞联合培养，仿生制备成组织工程化人工骨，采用包裹带血管蒂筋膜，复合血管内皮细胞或两者联合的促血管化手段。将人工骨修复兔桡骨干骨膜-骨完全缺损，手术后4、8、12周，观察移植物组织学，体视学方法观察血管化，成骨作用及其两者的关系。结果 3种方法均有促血管作用。其优劣依次为；材料包裹带血管蒂筋膜及复合血管内皮细胞大于材料单纯复合血管内皮细胞，后者又大于材料单纯包裹带血管蒂筋膜，术后4周为快速血管化阶段。4-8周间血管化有平缓发展，12周完全血管化，血管化与新骨生成数量成正相关。结论 促血管化手术对组织工程化人工骨移植修复骨缺损的效果起重要促进作用。     

人工材料表面形态对转化人胚肌腱细胞黏附特性的影响

利用微吸管实验技术这一细胞力学手段研究人工材料表面形态对转化人胚肌腱细胞黏附特性的影响。结果显示：在不同形态聚合物表面,转化人胚肌腱细胞具有不同的黏附特性,细胞与多孔膜的黏附比与无孔膜和纤维的黏附大;细胞与多孔膜的黏附力随多孔膜孔径增大而增加,当孔径较大时（150－500μm）,细胞与多孔膜的粘附力明显增加（P＜0.05）;转化人胚肌腱细胞与纤维的黏附力纤维直径增大而增加,但无显著性差异（P＞0.05）。提示,选择特定孔径的聚合物泡沫或特定直径的聚合物纤维制成组织工程化肌腱支架,有助于细胞的黏附。     

简易大鼠挤压伤-挤压综合征模型建立的实验研究

目的建立一种简单有效、便于重复操作的大鼠挤压伤-挤压综合征(crush syndrome,CS)实验模型,为进一步研究CS奠定基础。方法 2月龄健康雌性SD大鼠42只,体重160～180 g,随机分为实验组(n=36)和对照组(n=6)。实验组采用自制挤压伤模具挤压大鼠双下肢,制备挤压伤-CS模型;挤压后观察大鼠存活情况,分别于挤压2、4、8、12、24、48 h观察大鼠下肢改变及血尿情况,心脏采血行血生化检测;取挤压部位肌肉、肾脏、心脏行组织学观察。对照组不作处理,同上法采血及取相同部位组织进行检测比较。结果挤压期间实验组共7只大鼠死亡,15只出现血尿。挤压后存活大鼠双下肢肿胀,肌肉组织水肿。肝功能检测示,实验组各时间点谷丙转氨酶与谷草转氨酶均显著高于对照组(P<0.05)。肾功能检测示,实验组挤压2 h后血尿素氮均显著增高,其中12、24、48 h与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05);实验组挤压4、8、12、24 h肌酐高于对照组,其中8、12、24 h与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05),实验组各时间点血清钾均高于对照组,除挤压2 h外其余各时间点与对照组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。心肌损伤检测示,实验组挤压后肌酸激酶呈上升趋势,其中4、8、12、24 h与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05)。组织学观察示,与对照组相比,实验组各时间点肌肉有明显水肿、坏死表现;肾脏出现肾小球充血肿胀,肾小管上皮细胞变性、水肿、坏死、肌红蛋白管型等;心肌结构无明显变化。结论采用自制挤压伤模具制备SD大鼠挤压伤-CS模型,操作简便,各项检测结果稳定,符合挤压伤标准,是建立挤压伤-CS动物实验模型的一种有效方法。     

体外构建与体内构建组织工程的比较研究

目的比较骨髓基质干细胞(MSCs)与生物衍生骨体内、体外复合构建的组织工程骨修复山羊胫骨大段缺损能力,以探讨修复缺损最佳途径。方法制备山羊胫骨中段20mm的骨骨膜缺损,分别植入体内、体外构建的组织工程骨、自体骨及单纯生物衍生骨,分别行组织学、X线观察、骨密度测定和生物力学测试。结果体外构建组材料降解较快,成骨迅速,16周时已可见髓腔再通;体内构建组以上各变化较前者慢2～4周;而单纯生物衍生骨对照组材料降解、新骨形成均较慢;6周时,各组弯曲应力值差异无显著性(P>0.05),12、16周时体外构建组高于体内构建组(P<0.05),体内构建组高于单纯生物衍生骨对照组(P<0.05)。结论体内、体外构建的组织工程骨成骨迅速、量大,排斥反应小;但是体内构建方式成骨较体外构建慢。     

组织工程学中的医学伦理学问题

从组织工程研究的主要技术路线及临床应用的可行性,对所涉及的医学伦理学问题进行初步探讨。在组织工程学研究中,存在动物保护、人胚胎来源、支架材料的组织相容性问题在临床应用中存在安全性、有效性以及病人的知情权等伦理学问题。在严格的科研设计、合理选择种子细胞及支架材料,在安全、有效及病人充分知情的前提下用于临床,并应尽快制定相关的标准及政策法规。     

玻璃化保存工程化组织产品的实验与技术

目的:总结近年来玻璃化保存技术的新进展和多种工程化组织玻璃化保存的实验研究。探讨影响工程化组织低温保存的主要因素、评价指标等,以期指导玻璃化保存工程化组织的实验研究。资料来源:应用计算机检索Medline,EBSCO,ScienceDirect Onsite以及google scholar引擎中1980-02/2006-05关于细胞和组织低温保存的文献,检索词“tissue engineering,engineered tissue,cryopreservation,vitrification,ice-free cryopreservation,vitreous cryopreservation”,检索词被分别组合进行检索,限定文献语言种类为English。同时计算机检索万方数据库1980-02/2006-05关于细胞和组织低温保存的文献,检索词“组织工程,工程化组织,冻存,玻璃化保存”,限定文献语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,选出与研究关系密切的文献。纳入标准:研究对象为动物或人,包括基础与临床研究内容。重点选取与玻璃化保存技术基本原理相关以及具体的工程化构建物玻璃化保存相关的文献。排除标准:关于配子,胚胎和植物,食品等的玻璃化保存文章。资料提炼:共检索到122篇关于细胞和组织低温保存的文献,其中与本实验关系密切的文献17篇,间接相关的文献42篇,最终纳入31篇符合标准的文献。资料综合:组织工程产业化要求长期而稳定的保存包含活细胞的工程化组织产品,以及产品中细胞与材料的黏附。相对于传统的低温冻存技术而言,玻璃化保存因在保存过程中无细胞内外冰晶形成,可以改善复温后的细胞活力,并能保护细胞和支架材料之间的黏附。本文从近年来玻璃化保存技术的新进展和多种工程化组织玻璃化保存的实验研究进行综述,分析了玻璃化保存液要求高浓度,对细胞有非特异毒性损伤,对悬浮单细胞的玻璃化保存能得到较高的细胞存活,而与支架材料结合的种子细胞存活除受到冻存试剂和流程的影响外还受到自身结构的影响。结论:玻璃化保存是较好的生物系统保存方法,可以为工程化组织产品提供可靠的保存,但急需发现新的低毒高效的玻璃化试剂以及优化保存流程。     

以部分脱钙冻干骨材料为支架组织工程骨移植早期免外周血T淋巴细胞亚群的变化

背景：骨衍生材料中冻干骨异抗原去除不充分，免疫原性强烈：脱蛋白骨和完全脱钙骨基质抗原性较弱，但前者无成骨诱导能力，后者生物力学性能很差，临床应用受到限制。目的：观察以部分脱钙冻干骨材料为支架的组织工程骨移植后兔外周血T细胞亚群的变化及移植组织的组织学变化。设计、时间及地点：随机分组设计、动物对照观察，于2006—06／2007—06在四川大学华西医院，生物治疗国家重点实验室与干细胞与组织工程研究室完成。材料：组织工程骨以兔骨膜来源的成骨细胞为种子细胞，经抗原自消化、部分脱钙、冻干后的异体骨为支架材料于体外构建。方法：将48只兔按随机数字表法分为4组，每组12只。分别用部分脱钙冻干骨、组织工程骨、自体骨、同种异体骨植入兔桡骨1cm节段性缺损处。主要观察指标：流式细胞仪检测4组植入前及植入后1，2，4周移植早期外周血T淋巴细胞亚群变化，并通过组织学检测观察植入后2，4，8，12周时4种材料的成骨作用。结果：①部分脱钙冻干骨组、组织工程骨组植入后1，2周外周血CD4^＋和CD8^＋T细胞较植入前明显升高（P〈0．05）。植入后4周CD4^＋T细胞较植入前偏高不显著（P〉0．05）。自体骨组植入后CD4^＋和CD8^＋T细胞升高不明显（P〉0．05）。同种异体骨组植入后1，2，4周外周血CD4^＋和CD8^＋T细胞较植入前及其他各组同期均明显增高（P〈0．05）。②组织工程骨组植入后2周与材料孔隙内有成骨细胞和成软骨细胞，可见骨及软骨混合性新生物形成，周边分布有破骨细胞，部分网架呈蚕食状被破坏吸收。植入后4周，形成的新生骨过渡为编织骨。植入后8周，形成板层骨，部分脱钙冻干骨支架材料已被完全降解、吸收。植入后12周，植入物均已完全被板层样骨所替代，髓腔再通。结论：部分脱钙冻干骨为支架材料构建的细胞-材料复合体移植后外周血T淋巴细胞增高，但不影响其良好的修复骨缺损能力。     

组织工程化人工骨移植修复长骨干缺损的成骨研究

目的 研究仿生制备的组织工程化人工骨移植修复长骨干缺损的成骨性能、修复效果及可能的修复机制。方法 采用人工合成双相羟基磷灰石(HA／β-TCP)为支架材料，与聚-DL-乳酸(PDLLA)复合后再复合Ⅰ型胶原及重组合人类骨形态发生蛋白-2(rhBMP-2)，与兔骨膜成骨细胞及肾脏血管内皮细胞复合培养。将仿生制备的组织工程化人工骨移植到日本大耳白兔桡骨完全骨膜-骨缺损区，分别于术后第4、8、12周进行大体解剖观察、X线观察、HE染色及Masson三色法染色组织学观察、图像分析、扫描电镜、X线能谱分析，研究骨缺损的修复情况。结果 术后第4周可见新生板层骨；第8周植入物与自体骨呈皮质骨融合，有新骨髓长入；第12周植入物外周被新生皮质骨完全替代，组织学新生骨呈数个连续过渡的条带样分布区。新生骨定量4周组与8周组及12周组比较差异有显著性，8周组与12周组差异无显著性。随植入时间延长，植入体中钙／磷比值趋向于自体皮质骨。结论 仿生构建的组织工程化人工骨植入体内修复长骨干缺损，修复效果好，其骨再生机制为软骨内化骨。