生物反应器的设计与组织工程肌腱的构建

目的设计一套生物反应器,能构建具有较好形态和机械力学性能的肌腱组织。方法根据肌腱细胞体内的生物和力学环境,建立了细胞和可降解材料复合物的力学模型,设计了一套能够模拟体内力学环境的生物反应器,采用鸡肌腱为种子细胞培养扩增后接种于聚羟基乙酸(PGA)材料上,形成细胞-材料复合物并置于反应器中培养。设静态培养对照组,通过实验取材进行大体观察、组织学和生物力学检测。结果生物反应器能够构建出具有一定组织结构和机械强度的肌腱。检测结果显示恒定交变应力作用下培养的肌腱优于静态培养的肌腱组织。结论细胞和可降解材料复合物的力学模型具有一定的正确性,通过分析也存在某些局限性;应力作用下可以促进肌腱细胞基质的分泌,蠕变特性成为促进胶原定向排列的重要因素。

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。

组织工程化肌腱体外构建的环境优化及系统设计

目的设计一套构建具有一定功能和形态的肌腱组织的体外培养方法。方法根据肌腱细胞体内的生物力学环境,在细胞的培养过程中,设计一套能够提供张力和参数测量系统的生物反应器,在肌腱的培养过程中对肌腱施加不同形式的张应力作用,以期在体外获得力学性能优化的自体肌腱。结果细胞培养和张应力控制系统是由完全透明的有机材料制成的,整个系统由细胞培养室、测量系统和排换液系统等部分构成,在长期的肌腱细胞培养中,可提供肌腱-材料支架动态的培养方式。细胞培养室能很方便与气动肌腱连接,产生持续的脉冲张力作用。结论用肌腱生物反应器可以使肌腱组织复合物在形成过程中始终处于力学环境中,促进肌腱组织中胶原纤维的平行排列,提高肌腱的力学性能,为组织工程化肌腱的产业化提供一种新的方法。