应用组织工程口腔黏膜重建尿道的初步实验研究

目的探讨兔口腔黏膜细胞的体外培养方法,并以其为种子细胞与异体膀胱黏膜下脱细胞基质(bladder acellular matrix graft,BAMG)复合,构建组织工程尿道。方法18只10周龄雄性新西兰大耳白兔,体重0.3～0.5kg。取其中12只兔口腔黏膜组织,分离获得口腔黏膜细胞。将口腔黏膜细胞分别接种于有3T3细胞及无3T3细胞的培养皿进行培养,接种后第2天于倒置相差显微镜下观察细胞形态变化,绘制细胞生长曲线,观察生长增殖情况,并行免疫荧光组织化学染色鉴定。取余6只兔膀胱,经脱细胞处理制备BAMG,随机取1cm×1cm组织行HE染色,观察脱细胞效果。将接种于有3T3细胞培养皿培养获得的第2代口腔黏膜细胞种植于BAMG上,培养1周后,行HE染色及扫描电镜观察口腔黏膜细胞与BAMG的复合状况。结果倒置相差显微镜下观察,接种于有3T3细胞培养皿的口腔黏膜细胞可传至7～8代,其细胞形态均一,功能良好;无3T3细胞培养皿的口腔黏膜细胞形态多样,传至第2代时,即开始出现老化。细胞生长曲线显示,两种方法培养的口腔黏膜细胞均于第8天开始呈对数增长,第14天达峰值。接种于有3T3细胞培养皿的口腔黏膜细胞,培养至融合时所获得细胞数量明显多于接种于无3T3细胞培养皿的口腔黏膜细胞。两种方法培养的口腔黏膜细胞行免疫荧光染色,均呈绿色荧光。HE染色观察,BAMG经脱细胞处理后未见细胞,脱细胞效果良好。复合培养1周后,HE染色及扫描电镜观察口腔黏膜细胞与BAMG复合良好。结论兔口腔黏膜细胞可在体外成功培养、扩增,与同种异体BAMG复合后生长良好,为构建组织工程尿道提供了一种新的选择。

培养9天的组织工程化真皮低温保存的研究

组织工程化真皮的低温保存是皮肤组织工程的重要组成部分 ,对皮肤组织库的建立有重要意义。以培养一定时间的组织工程化真皮为试材 ,以四唑盐(MTT)比色法检测细胞存活率 ,辅以光学显微镜和扫描电镜观察分析 ,试验研究了低温保护剂预处理方式、降温程序及降温速率等条件对组织工程化真皮低温保存效果的影响。实验表明 :将组织工程化真皮置于 2 1mol/L的DMSO溶液中 ,在 4°C下处理 1 5min ,再只将组织工程化真皮转入低温保存袋中 ,迅速热封口 ,以 1°C/min速率降温且无恒温处理可获得较高的细胞存活率 ( 72 8%～ 78% ) 。

组织工程化表皮膜片修复裸鼠创面的实验研究

目的 构建组织工程化表皮细胞膜片并应用于修复裸鼠全层皮肤缺损创面。方法体外分离、培养、扩增人类表皮细胞,与壳聚糖-明胶膜构建表皮细胞膜片,用于修复裸鼠背部全层皮肤缺损创面,以单纯壳聚糖/明胶膜作为对照;术后行大体、组织学观察及免疫组织化学检测。结果 表皮细胞可以壳聚糖-明胶膜作为载体在体外培养,达到60％-70％亚融合状态时,移植人表皮细胞/壳聚糖-明胶膜到裸鼠全层皮肤缺损创面,人表皮细胞可以在创面存活并继续增殖分化,形成连续的表皮覆盖创面。结论人表皮细胞/壳聚糖-明胶膜是一种理想的组织工程表皮替代物。

自体骨髓基质干细胞组织工程骨修复颅骨缺损的临床研究

目的探讨人骨髓基质干细胞(hBMSCs)作为种子细胞的组织工程骨修复外伤后颅骨缺损的可行性。方法自2006年6月至2007年2月,共4例外伤后颅骨缺损患者,抽取患者骨髓,分离得到hBMSCs,体外扩增和成骨诱导后,将hBMSCs与部分脱钙骨复合,体外共培养1周后,手术植入颅骨缺损区。分别于术后1周和3个月、6个月进行临床和三维CT检查随访。结果术后1周,三维CT均显示骨缺损区被所植入的组织工程骨充填;术后3～6个月,CT显示组织工程骨形成并修复骨缺损,新生骨与骨缺损断端融合。高龄患者及骨缺损面积过大患者,组织工程骨体内成活率较差。结论通过选择适宜的病例,以自体hBMSCs作为种子细胞,运用组织工程技术可以在人体内形成稳定的组织工程骨并可用于修复颅骨缺损。

组织工程骨和外科人工植入物的仿生技术研究

学术背景:虽然已经有应用组织工程骨修复颅颌面骨缺损的报道,但因其缺乏植入早期的力学强度,尚不能应用在四肢负重部位修复骨缺损。目的:探讨负重组织工程骨的新型支架的仿生力学设计、多孔纯镁支架的仿生形态学设计和多孔纯镁支架仿人骨材料表面涂层的仿生技术,以及其他负重组织工程骨候选支架仿生技术和外科人工金属植入物仿生表面涂层技术的发展现状。检索策略:应用计算机检索EI数据库1899/2007与仿生材料相关的文献,并以ELSERVIER、Springer、万方外文文献数据库以及CHKI中文数据库文献索引为辅助,英文检索词"Biomimetic materials",中文检索词"仿生学"。纳入与仿生学、仿生力学、仿生材料及技术相关的文章。文献评价:共得到3501个索引,选择35篇完全符合标准的文献进行综述。其中有关仿生学1篇,生物力学1篇,组织工程用仿生材料1篇,负重组织工程骨的新型支架3篇,医学用金属材料的仿生表面涂层技术12篇,医学用生物陶瓷的仿生表面涂层技术1篇,医学用生物高分子聚合物的仿生涂层技术4篇,纳米生物有机物大分子和生物无机物分子的自组装6篇,生物材料的体积修饰或改性2篇。资料综合:①为解决负重组织工程骨早期力学强度不足问题,仿生涂层的多孔纯镁新型支架是临床试用前期研究最佳候选方案,仿生涂层的多孔纯钛支架,可能作为上述研究的其他选择。②多孔双相生物陶瓷支架压缩强度较低,可能不足以解决问题,利用仿生技术对整体修饰或改性可能是有前景的。③多孔生物高分子聚合物支架,可以利用仿生技术对整体修饰或改性以改善力学性能,但是效果非常有限。结论:到目前为止还不能解决负重组织工程骨的早期力学性能不足问题。外科植入物金属,以及多孔生物金属、生物陶瓷、生物高分子聚合物等组织工程骨支架表面,均可利用仿生涂层技术进行表面修饰或改性。

四肢组织工程骨新型支架的比较研究

现代医学的骨组织工程中，种子细胞、生物材料和组织构建是三个最基本要素，而生物材料或支架材料是影响组织构建最为关键的因素之一。它必须具有良好的生物相容性、可降解性、低免疫原性以及一定的空间结构、孔隙率、降解速率等特性。

组织工程用真皮成纤维细胞渗透特性的初步研究

在优化组织工程化真度低温保存程序时,需要了解体外培养的真皮成纤维细胞的渗透特性。利用细胞计数与尺寸分析仪初步研究了组织工程用真皮成纤维细胞对水的渗透特性,其中包括细胞的等渗体积、细胞在低渗或高渗溶液(渗透压范围:130～1250 mOsm)中细胞的平衡体积及细胞的不可渗体积。结果表明,在等渗条件下(280.67 mOsm),真皮成纤维细胞的平均体积为5105.51μm^3(直径d=21.40μm);细胞体积随溶液渗透压的变化规律符合Boyle van’t Hoff关系式,据此得到真皮成纤维细胞的不可渗体积V_b=0.3631V_i,为1853.81μm^3。

组织工程化皮肤低温保存的研究进展

组织工程化皮肤．是指有机体分离出来的表皮细胞或成纤维细胞在一种三维生长支架上进行体外复合培养，形成再生的表皮或真皮等同物。组织工程化皮肤作为一种皮肤创伤修复材料和损伤皮肤的替代品，不仅被覆在创伤表面、保护创面、促进皮肤的恢复和生长，而且支架材料中的活性细胞还能通过分泌生长因子促进细胞增殖、诱导细胞分化，使组织工程化皮肤最终能永久地代替损伤和（或）缺失的皮肤。

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/m in;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。

应用酶联免疫法检测组织工程骨牛血清白蛋白残余量的实验研究

目的检测常规体外构建的组织工程骨中牛血清白蛋白残余量,并探讨减少其残留量的方法。方法体外分离培养人骨髓基质干细胞,取第2代细胞(P2)接种于完全脱钙骨支架材料并成骨诱导培养2周,体外构建组织工程骨。成骨诱导液为含10%胎牛血清的条件培养液,并于检测前1天更换为无血清的条件培养液。待测组织工程骨先经1:100(v:v)生理盐水浸洗3次,然后加入磷酸盐缓冲液(PBS),37℃振荡浸提24h,获取浸提液。同法获取未接种细胞的单纯支架材料的浸提液作为对照组。采用酶联免疫法检测样品浸提液中牛血清白蛋白的残余量,比较两者牛血清白蛋白残余量的差异。结果经生理盐水洗涤3次后,洗涤液中的牛血清白蛋白含量明显降低。酶联免疫法测定的组织工程骨与单纯支架材料的牛血清白蛋白残余量分别为(15.57±5.82)ng和(14.85±5.06)ng,单位重量的牛血清白蛋白残余量分别为(0.254±0.088)ng/mg和(0.306±0.079)ng/mg,两组相比均无显著性差异(P>0.05,n=10)。结论酶联免疫法适用于组织工程骨中牛血清白蛋白残余量的检测。因为支架材料较细胞更易吸附牛血清白蛋白,现有条件下构建的组织工程骨牛血清白蛋白残余量仍然较高,需要继续探索降低其残余含量的新方法。

组织工程的发展与主要研究方向

该文简要回顾了组织工程的建立与发展历史,重点讨论组织工程中的种子细胞、生物材料与组织构建等研究现状,对中国组织工程的建立与研究成果作了概括性总结。

深低温保存组织工程化骨的实验研究

目的:深低温保存是组织工程化骨(TEB)实现大规模临床应用的必要保证。深低温保存方法分慢速冻存和玻璃化冻存。目前,玻璃化冻存是最有发展前景的冻存方法,并被认为更适用于TEB的深低温保存。因此,希望通过改进玻璃化液来提高TEB的玻璃化冻存效果。方法:通过检测第2(P2)代成骨诱导的犬骨髓基质干细胞(cBMSCs)在部分脱钙骨(pDBM)上的粘附率和生长曲线来获得适宜的细胞接种密度和体外培养时间,将在此基础上构建的TEB进行深低温保存。由TEB冻存后的细胞活性来选择一种理想的玻璃化液,并将其用于玻璃化冻存和慢速冻存TEB的对比实验研究。结果:P2代成骨诱导的cBMSCs在pDBM上适宜的细胞接种密度是50×106/ml,最佳的体外培养时间是8天。VS442作为玻璃化液用于TEB的深低温保存。尽管玻璃化冻存TEB的细胞存活率仅为46.2%±7.2%,低于慢速冻存的77.4%±5.1%,但经过体外培养11天后的细胞活性超过了后者,可基本恢复到冻存前的水平。结论:VS442是玻璃化冻存TEB理想的玻璃化液。尽管实验采用的慢速冻存方法可简单有效的保存TEB,但对于TEB而言,玻璃化冻存还是更具有发展潜力的深低温保存方法。

应用生物反应器构建组织工程化血管的实验研究

目的探讨利用生物反应器体外构建具有完整结构的组织工程化血管的可行性。方法从6月龄毕格犬颈总动脉获取平滑肌细胞,颈外静脉获取内皮细胞,经体外培养扩增。然后,先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,将该复合物置于生物反应器内培养。模拟成年哺乳动物循环系统的参数,予以动态力学刺激(搏动频率:75次/分;扩张量<5%)。8周后,在其上接种内皮细胞,对照组不接种内皮细胞,培养5d后取材检测。结果组织学染色显示,平滑肌纤维成分排列较规则,有层次感,内皮细胞完整;对照组未见内皮细胞层结构。结论利用生物反应器可在体外构建具有完整结构的组织工程化血管。

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。

利用人源化小鼠研究组织工程材料的体内免疫原性

目的建立并利用人源化小鼠模型,研究组织工程材料的体内免疫原性。方法利用NOD/SCID小鼠(非肥胖型糖尿病鼠与重症联合免疫缺陷鼠反交鼠模型),通过腹腔注射人外周血单个核细胞(PBMC)(100×106)建立人源化小鼠,在人源化小鼠皮下植入异体人皮肤(阳性对照)、人体脂肪干细胞与脱钙骨构建的组织工程骨(实验组)、单纯脱钙骨材料(阴性对照)。在植入后1周、2周、3周、4周,取小鼠尾静脉血,流式细胞仪检测人CD4+和CD8+淋巴细胞比例。4周后,取小鼠的移植局部皮肤进行HE染色分析,同时检测脾细胞人CD4+和CD8+淋巴细胞比例。结果NOD/SCID小鼠腹腔注射人PBMC4周内,在外周血和脾中均可测到人CD4+和CD8+淋巴细胞。病理分析结果显示:在人源化小鼠皮下植入的组织工程材料及成体干细胞构建的组织工程骨组未见炎性细胞浸润;而单独植入人皮肤组可见明显的炎性细胞浸润。结论人源化小鼠可作为组织工程材料体内免疫原性的研究的良好模型。

中国组织工程研究回顾与发展

组织工程学是在多学科交融渗透的基础上发展起来的交叉学科.组织工程学的研究与发展需要吸收生物学、现代医学、材料与工程学等多学科的最新研究成果,需要不同领域的科学家共同合作研究.因此,组织工程学的研究可以带动一个国家多种相关交叉学科甚至生命科学的整体发展.组织工程的研究还将促进相关高技术产业的渗透发展,还可以衍生出新的高技术产业.

组织工程小血管摩擦力测量方法的研究与应用

目的设计一套用于组织工程小血管内壁摩擦力测量的装置并对组织工程血管的材料进行初步的测量,以验证装置的可靠性和相关结论。方法根据血液动力学的原理,对血管的力学模型进行分析,确定组织工程血管内皮细胞摩擦力的测量方法,从而设计完成整套装置并对弹性元件进行测量,并进行组织工程降解材料聚羟基乙酸PGA构成的管状支架进行摩擦力的测量。结果设计完成了测量组织工程血管内壁摩擦力的实验装置,弹性元件的牵拉力与位移的关系呈良好的线性关系。聚羟基乙酸PGA管状支架的摩擦力随流速的增加而增加。结论测量组织工程血管内壁摩擦力的实验装置是可行的,聚羟基乙酸PGA管状支架的摩擦力与流速基本呈现线性关系。

骨组织工程研究进展

1995年Crane GM系统提出了骨组织工程的概念、研究方法、研究现状及发展前景,引起了广大学者的关注。近年来骨组织工程取得了令人瞩目的进展。现阶段研究主要集中在种子细胞、支架材料、构建方式三个方面。1种子细胞理想的骨组织工程种子细胞应具有以下几个特点:取材容易,对机体的损伤小;体外扩增能力强;

组织工程研究进展与发展趋势

很久以来人们一直梦想人体的器官组织能象机器一样,一旦出现问题,可以用"新的零件"更换.组织工程学的提出、建立和发展,为实现这一梦想提供了可能,它能以少量种子细胞经体外扩增后与生物材料结合,构建出新的组织或器官,用于替代和修复病变、缺损的组织器官,重建生理功能.