医学组织工程在骨科临床中的应用

组织工程是应用工程科学和生命科学的原理，开发用于恢复、维持及提高受损伤组织和器官功能的生物学替代物的科学。作为新兴的多学科、多领域的交叉学科，它所研制的再生组织和器官，是对外科传统模式的一次挑战。它的诞生与发展推动了医学科学的发展，也为人类再造各种人体组织和器官、解决棘手的器官移植供体短缺问题带来了希望。

新学科介绍——医学组织工程学——新兴的边缘学科

医学组织工程学是以医学,生命科学和工程学相结合的原理和方法,去认识研究人类生命机体的生理和疾病状态组织的结构及其功能的关系,它综合了生物材料学、细胞生物学、生物化学、生物医学工程学、人造组织器官及器官移植等学科的一门新兴的交叉、边缘性学科.医学组织工程学是80年代末期由美国兴起、发展起来的学科.医学组织工程学的基本概念是 1987年由美国麻省理工学院化学系 Robert Langer和波士顿儿童医学院Joseph P. Vacanti正式提出至今仅10多年,但是它在保障人类健康,对疾病的预防、诊治和康复等医学领域起了巨大作用.以下主要介绍生物材料学:生物材料学是研究和生物系统结合,用于诊断、治疗或替换机体内的组织、器官;或增进其功能的,有关医用材料.第六届国际生物材料年会对生物材料一词定义是:“生物材料学是植入躯体活系统或与活系统结合的一种物质,它与躯体不起药理反应.”生物材料科学泛指:与人体组织、体液、血液接触和相互作用,而对人体无毒副作用,不凝血,不溶血,不引起细胞突变,畸形和癌变,不引起免疫排斥反应的一类材料.实质上,生物材料学是一种特殊的功能材料,要求具有生物相容性及可替代活组织的某些功能,是一类与人类生命和健康密切相关的新型材料.

骨组织工程研究现状与展望

组织工程的基本含义是单用或将细胞、细胞因子和生物材料复合以后应用于体内的活组织再生和体外的组织构建。作为医学组织工程的重要组成部分，骨组织工程是针对骨不连骨缺损，特别是大块骨缺损（内径〉5mm）的填充和愈合这一临床难题，研究有效的治疗途径。它的研究思路是在体内骨不连或骨缺损处植入载有高效成骨种子细胞的载体系统，提供骨诱导与骨传导的最佳环境，

膜生物材料及在组织工程中的应用:“引导膜再生理论”的展望

背景:膜生物材料是一大类与组织工程及再生医学密切相关的基础材料,在组织构建和器官再生领域得到了广泛应用。目的:综述各种成膜材料及其在组织再生中应用。方法:利用计算机检索PubMed及中国期刊全文数据库2002年1月至2017年3月有关膜生物材料的论文133篇,英文检索词"membrane biomaterial,scaffold,tissue engineering,regeneration medicine",中文检索词为"膜生物材料,支架,组织工程,再生医学"。通过归纳整理最后选定45篇文献进行综述。结果与结论:按膜生物材料的来源可分为天然脱细胞基质膜、有机高分子膜及人工合成大分子膜。天然有机高分子膜利用天然有机高分子材料经化学或物理处理后形成膜,包括蛋白质类与多糖类。人工合成的有机大分子种类繁多,主要有聚乳酸和聚乙醇酸及两者共聚物、聚乙烯醇、聚己内酯、聚羟基丁酸等。目前,围绕着膜生物材料在组织工程中的应用,在基础领域中逐渐形成一个膜再生诱导理论,已在骨组织诱导再生实践中得到广泛应用。今后需要进一步完善"引导膜再生理论"并在其他组织再生中推广应用。

牙髓干细胞在组织工程研究中的进展和应用前景

背景:牙髓干细胞作为特殊的干细胞来源,具有高度增殖和自我更新能力,能在特定条件诱导下分化成多种组织细胞,为组织工程领域的发展寻觅了一条新的途径。目的:对牙髓干细胞的生物学特征、来源、分离方法及其在组织工程学中的应用和研究等方面作一综述。方法:由第一作者以"dental pulp stem cell,differentiation,regenerative medicine,tissue engineering"为英文关键词,以"牙髓干细胞,分化,再生医学,组织工程"为中文关键词,检索2005至2017年期间收录在Pub Med,Medline,中国知网,万方等数据库中与牙髓干细胞和组织工程医学相关的文献,排除与文章研究目的无关及重复性的文献,纳入符合标准的66篇文献进行综述。结果与结论:随着组织工程医学和再生医学应用的不断发展,牙髓干细胞和组织工程支架的有效结合得以实现,目前研究的重点不仅仅关注于牙髓干细胞的成牙、成骨特性,其在神经修复、血管构建、角膜重建、软骨形成等方面也得到广泛应用。

胶原蛋白在组织工程及临床中的应用

1.前言 胶原蛋白(以下简称为胶原)呈纤维状,是哺乳动物中含量最为丰富的动物蛋白。胶原能与各种细胞结合以构成性能各异的组织,如:软骨、皮肤、骨骼和肌腱。由于胶原是构成哺乳动物和人类众多组织的成份之一,所以近年来成为一种在组织工程上应用十分广泛的生物材料。尽管其研究的面涉及范围较广。

无机纳米材料在骨组织工程与再生医学中的应用

自组织工程与再生医学概念提出以来,组织工程与再生医学特别是骨组织工程与再生医学得到了突飞猛进的发展.支架材料作为骨组织工程与再生医学三要素之一扮演着至关重要的角色.10余年来,大量的研究工作围绕支架材料展开.纳米生物材料尤其是无机纳米生物材料,具有优良的机械性能和生物相容性,成为制备骨组织工程与再生医学支架材料的理想选择,呈现出广阔的应用前景.本文对近年来无机纳米材料,包括羟基磷灰石、硅基纳米材料,含碳纳米材料及几种金属纳米材料在骨组织工程与再生医学中的应用进行综述.

纳米生物医用材料

纳米生物材料的理论和实验研究正成为现代生物和医用材料的研究热点。随着纳米技术和材料科学、生命科学的不断交叉,纳米生物医用材料已在新型医用植入材料和介入医用材料、组织工程和再生医学材料、新型药物和基因控释载体及高效生物诊断材料领域取得较大进展。本文主要针对纳米生物医用材料在生物相容性界面、组织再生修复、基因和药物传递及生物诊断上的应用进行评述,并探讨纳米生物医用材料的发展前景。

锦州市中心医院院长王伟简介

王伟，男，锦州市中心医院院长暨辽宁医学院第五临床学院院长，辽宁省医学组织工程重点实验室副主任，辽宁医学院骨科研究所副所长，国务院政府特殊津贴获得者，医学博士后学历，博士学位，教授，博、硕士生导师，已培养博士、硕士20佘人。

壳聚糖的医学性能及其在伤口敷料中的研究进展

壳聚糖（ chitosan）是由甲壳素（ chitin）经过脱乙酰作用得到的生物多糖中的一种，是自然界中唯一的天然碱性多糖。这种天然高分子来源于动物体，无刺激性、无抗原免疫性，具有良好的组织相容性，能够在体内降解，生成无毒并且能被生物体完全吸收的天然代谢产物。因此，壳聚糖被许多行业广泛关注，特别是近年，随着高分子科学和生物医学组织工程的发展，壳聚糖在医学方面的研究和应用日益增多，被誉为与人体生命必需的蛋白质、脂肪、糖、维生素、矿物质五大营养要素并列的第六生命要素。

4-Axis printing microfibrous tubular scaffold and tracheal cartilage application

Long-segment defects remain a major problem in clinical treatment of tubular tissue reconstruction.The design of tubular scaffold with desired structure and functional properties suitable for tubular tissue regeneration remains a great challenge in regenerative medicine.Here,we present a reliable method to rapidly fabricate tissueengineered tubular scaffold with hierarchical structure via 4-axis printing system.The fabrication process can be adapted to various biomaterials including hydrogels,thermoplastic materials and thermosetting materials.Using polycaprolactone(PCL)as an example,we successfully fabricated the scaffolds with tunable tubular architecture,controllable mesh structure,radial elasticity,good flexibility,and luminal patency.As a preliminary demonstration of the applications of this technology,we prepared a hybrid tubular scaffold via the combination of the 4-axis printed elastic poly(glycerol sebacate)(PGS)bio-spring and electrospun gelatin nanofibers.The scaffolds seeded with chondrocytes formed tubular mature cartilage-like tissue both via in vitro culture and subcutaneous implantation in the nude mouse,which showed great potential for tracheal cartilage reconstruction.

Fabrication and applications of the protein patterns

Protein has been widely used for fabricating patterned structures since it is one of the most important macromolecules in living organisms,and protein patterns possess potential applications in many fields such as medical diagnosis,tissue engineering,biosensors,and medical screening.At present,there are two fashions to fabricate protein patterns:one is grafting the protein to the microstructure which is prepared by micro-fabrication techniques;the other one is achieving the patterned protein structures directly.Here we provide an overview on current status of the fabrication techniques and the applications of the protein patterns,and then give an outlook on the development of the fabrication techniques and the prospective applications of the protein patterns in future research.

大鼠ASC体外分离培养、鉴定及其双报告基因标记示踪

[目的]探索ASC高效分离方法,采用荧光基因标记法对分离的ASC进行标记、功能检测和示踪研究。[方法]通过优化脂肪组织的酶解消化条件,分别采用胶原酶、胰蛋白酶及组合对脂肪组织消化,检测细胞产量,并用流式细胞术进行鉴定。之后利用GFP-Fluc双报告基因对体外分离培养的ASC进行标记,鉴定其多项分化潜能。[结果]胶原酶、胰蛋白酶复合酶消化能够显著提高ASC分离效率,细胞产量较单一酶消化提高4-5倍。体外扩增培养ASC以表达CD29、CD90等为主。GFP-Fluc基因标记后的ASCs具有成脂肪、成骨分化潜能,可用于活体干细胞移植后的定量追踪。[结论]胶原酶、胰蛋白酶复合酶解法可以显著提高脂肪干细胞的原代分离效率4~5倍。

Researches on regenerative medicine current state and prospect

Since 1980s, the rapid development of tissue engineering and stem cell research has pushed regenerative medicine to a new fastigium, and regenerative medicine has become a noticeable research field in the international biology and medicine. In China, about 100 million patients need repair and regeneration treatment every year, while the number is much larger in the world. Regenerative medicine could provide effective salvation for these patients. Both Chinese Academy of Sciences and Chinese Academy of Engineering have made roadmaps of 2010-2050 and 2011-2030 for regenerative medicine. The final goal of the two roadmaps is to make China go up to leading position in most research aspects of regenerative medicine. In accord with this strategy, the government and some enterprises have invested 3-5 billion RMB （0.5-0.8 billion USD）for the research on regenerative medicine. In order to push the translation of regenerative medicine forward -- from bench to bedside, a strategic alliance has been established, and it includes 27 top-level research institutes, medical institutes, colleges, universities and enterprises in the field of stem cell and regeneration medicine. Recently the journal, Science, has published a special issue-Regenerative Medicine in China, consisting of 35 papers dealing with stem cell and regeneration, tissue engineering and regeneration, trauma and regeneration and bases for tissue repair and regenerative medicine. It is predicated that a greater breakthrough in theory and practice of regenerative medicine will be achieved in the near future （20 to 30 years）.