组织工程化生物活性骨膜应用于兔腰椎横突间的融合

背景:脊柱后路融合是在特殊解剖、特殊生物学作用下的骨性融合过程,影响因素很多,对融合材料的选择考虑因素亦很多。近年随着骨组织工程学的发展,种子细胞复合支架材料体外构建组织工程化骨膜有望解决这一临床难题。目的:评价体外构建组织工程化生物活性骨膜为骨移植替代物应用于兔腰椎横突间融合的效果。方法:体外构建组织工程化生物活性骨膜植入24只健康成年新西兰大白兔腰椎横突间,每只兔子取3个横突间隙(Left L4,5,6,Right L4,5,6)植入3种材料。复合支架组Right L4,5植入诱导后骨髓间充质干细胞复合猪小肠黏膜下层、单纯支架组Right L5,6植入无细胞支架即单纯小肠黏膜下层、自体髂骨组Left L5,6植入自体髂骨。术后12周处死动物进行大体标本、影像学、组织学观察。结果与结论:大体标本比较复合支架组、自体髂骨组差异无显著性意义,均与单纯支架组比较差异有显著性义,影像学观察复合支架组、自体髂骨组上下横突间可见明显有骨小梁通过,单纯支架组未见骨密度影。复合支架组Ⅰ型胶原、骨钙素免疫组织化学染色强阳性,与自体髂骨组之间差异有显著性意义,单纯支架组未见阳性表达。实验提示利用猪小肠黏膜下层复合经诱导后向成骨细胞转化的骨髓间充质干细胞体外构建组织工程化生物活性骨膜是横突间融合骨移植的良好替代物。

组织工程化生物活性骨膜及种子细胞生物学特性研究

我们应用猪小肠黏膜下层（SIS）作支架，分别复合不同的种子细胞体外构建组织工程化生物活性骨膜，进行生物学特性研究。

利用膜技术和组织工程化生物活性骨修复骨缺损的实验研究

目的 将膜引导组织再生 (MGTR)技术和接种有同种异体成骨细胞的烧结骨联合应用修复骨缺损 ,为骨组织工程学修复骨缺损提供一种新的模式。方法 48只成年新西兰大白兔 ,随机分为A、B、C三组 ,建立兔桡骨不愈合模型 ,A、B组均植入活性烧结骨 ,且A组以聚乳酸膜管包裹 ,C组为空白对照组。术后 2、 4、 8、 1 2周行X线检查 ,并处死动物 ,行大体标本和组织学观察。结果 C组无一例骨缺损修复 ,A组骨缺损修复较理想 ,B组骨再生和髓腔重建较A组缓慢 ,1 2周内有 2例尚未骨性愈合。结论 复合成骨细胞的异种煅烧松质骨体内成骨可靠 ;将MGTR技术和该活性骨联用 ,加速了骨愈合。膜的作用机理可能为 :①物理屏蔽作用 ,阻止结缔组织长入缺损处 ,防止接种于载体上的成骨细胞的丢失。还间接起到收集骨髓基质干细胞和各种骨生长因子的作用。②膜下间隙提供骨再生的微环境 。

生物活性玻璃:在组织工程中血管出芽中的应用

组织工程面临的最大的战略挑战是在工程化组织和器官中建立高效的血管化网络。生物活性玻璃（BGs）是一种用于硬组织和软组织工程中诱导血管生成的有效生物材料。由于组织愈合过程强烈依赖于血管生成,最近对BGs的研究兴趣急剧增加。

组织工程化人工骨修复骨缺损的实验研究

[目的]观察兔骨髓基质细胞与生物活性玻璃联合培养构建的组织工程化人工骨修复兔桡骨缺损的效果,探讨组织工程化人工骨促进骨缺损修复的作用机制。[方法]体外分离培养兔的骨髓基质细胞,经过传代扩增后,与生物活性玻璃联合立体培养构建组织工程化人工骨后,植入兔桡骨缺损处。通过大体形态观察、影像学、组织学、扫描电镜检查及生物力学分析,分别与单纯植入生物活性玻璃、髂骨以及空白组进行对比,观察各组对骨缺损修复的效果。[结果]植入组织工程化人工骨的兔桡骨缺损完全愈合,成骨效果与自体髂骨相似明显优于其他组。[结论]骨髓基质细胞复合生物活性玻璃构建的组织工程化人工骨能很好的完成骨缺损的修复。

生物活性玻璃陶瓷与骨膜源性成骨细胞体外相容性的实验研究

目的:探讨多孔状生物活性玻璃陶瓷(bioactive glass ceramics,BGC)与体外培养扩增的兔骨膜源性成骨细胞(periosteal-derived osteoblasts,POBs)的生物相容性,为骨组织工程载体材料的选择提供依据。方法:体外培养并扩增兔骨膜源性成骨细胞,运用MTT法和酶学测定法分别检测BGC提取液对细胞增殖和碱性磷酸酶(ALP)活性的影响,运用倒置相差显微镜、扫描电镜观察与BGC复合培养的细胞在材料内的生长情况。结果:BGC提取液对培养早期细胞的增殖有一定的抑制作用,对培养晚期细胞的增殖无明显影响;在细胞培养过程中能上调POBs分泌ALP的能力;细胞在BGC材料孔隙表面生长良好,并能增殖、分泌细胞外基质。结论:在体外多孔状BGC具有良好的细胞相容性,为BGC作为骨组织工程的细胞载体提供了实验依据。

中药调控的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃修复骨缺损的组织学及电镜观察研究

目的：观察经中药骨碎补提取液培养的兔骨髓基质细胞与生物活性玻璃联合培养构建的组织工程化人工骨修复兔桡骨缺损的效果。方法：体外分离培养兔的骨髓基质细胞，经过传代并经低浓度骨碎补提取液培养扩增后，与生物活性玻璃联合立体培养构建组织工程化人工骨后，植入兔桡骨缺损处，与生物活性玻璃、自体髂骨以及空白组进行对比，通过大体形态、组织学及电镜观察各组骨缺损修复的效果。结果：植入组织工程化人工骨的兔桡骨缺损完全愈合，成骨效果与自体髂骨相似明显优于其他组。结论：经中药骨碎补提取液培养的骨髓基质细胞复合生物活性玻璃构建的组织工程化人工骨能很好完成骨缺损的修复。

兔骨髓基质细胞与生物活性玻璃支架的相容性

目的:探讨应用兔骨髓基质细胞与生物活性玻璃复合培养构建组织工程化人工骨的可行性。方法:将体外分离培养的兔骨髓基质细胞,经向成骨方向诱导分化后,与生物活性玻璃进行联合立体培养,通过扫描电镜观察骨髓基质细胞在生物活性玻璃上的生长情况。结果:骨髓基质细胞可在体外增殖和向成骨方向分化,并且可在生物活性玻璃上黏附和铺展。结论:骨髓基质细胞与生物活性玻璃复合培养可构建具有活细胞成分的组织工程化人工骨。

本期专题：组织工程角膜材料(本刊中文部)

1 组织工程角膜生物材料载体制备的比较性研究，2006年10卷第2期185页2 脱细胞角膜基质与骨髓间充质干细胞复合构建组织工程化活性人工角膜，2006年10卷第25期54页3 角膜内不同部位植入壳聚糖一胶原复合膜的生物相容性。

应用骨髓基质干细胞体外构建组织工程化管状软骨的实验研究

目的以骨髓基质干细胞(bone marrow stroma cells,BMSCs)为种子细胞,接种于管状聚羟基乙酸(PGA)支架上,在体外构建组织工程化管状软骨. 方法取长枫杂交仔猪髂骨骨髓,在低糖DMEM完全培养液培养2周,传代后以浓度为5×107/ml细胞悬液均匀接种于管状PGA支架上,以高糖DMEM低血清特定培养液诱导(含胰岛素2 mg/L、转铁蛋白3 mg/L、丙酮酸100mg/L、地塞米松10-7mol/L、TGF-β 10ng/L、葡萄糖4.5 mg/ml、2%胎牛血清),连续诱导培养10周,从大体、组织学和Ⅱ型胶原免疫组化对再生组织进行评价. 结果 6周时染色见BMSCs-PGA复合物表层为2～4层成纤维样细胞组成的软骨膜,下层为较成熟的软骨组织,软骨细胞包埋在软骨陷窝内,有很多散在PGA纤维,而在中间部分,组织量较少,结构较构散.10周时BMSCs-PGA复合物外观呈乳白色软骨样,管壁较厚,有一定的弹性,但中间部管腔塌陷较明显,苏木素-伊红染色见实验组管状BMSCs-PGA和6周时相似,但结构更致密和规则,细胞数量较正常软骨组织少,还可见少量的未降解的PGA纤维.免疫组化证实形成的组织有Ⅱ型胶原分布. 结论管状BMSCs-PGA复合物在特定培养液诱导下,在体外能形成管状软骨,这为将来临床应用BMSCs作为种子细胞,修复软骨缺损或构建复合组织气管提供了实验基础和技术参数.

组织工程化气管构建的研究进展

目前，气管替代物的选择和应用仍然是气管重建外科面临的挑战性问题。近年来，利用组织工程学原理和技术在体外构建出具有生物活性及主要生理功能的人丁气管，将其作为移植物修复气管缺损逐渐成为研究热点。种子细胞的选择、培养、分离纯化，气管支架材料的选择以及二者之间的复合是组织工程气管成功构建的关键；体内组织工程气管理念的提出让构建方法有了质的进步。

改良富血小板血浆复合纳米材料修复颌骨贯穿性缺损

背景:借助骨组织工程学的研究思路,把骨膜组织中骨原细胞等作为"种子细胞",附加上纳米支架材料及生长因子,修复骨缺损。目的:通过检测血小板含量证实二次离心法改良制备富血小板血浆的可行性,比较不同材料在不同时期的成骨效果,探索以自体骨膜、自体活性因子附加材料修复骨缺损的新途径。方法:18只新西兰大白兔随机分为空白组、单纯材料组、活性材料组,每组6只。活性材料组兔子造模前1 d取血,制备富血小板血浆,复合n HAC/BMPs活性材料。制备新西兰大白兔右侧下颌骨体部贯穿性矩形骨缺损模型,空白组不植入材料,材料组缺损区添加单纯材料,活性材料组缺损内植入n HAC/BMPs/富血小板血浆,造模后4,8,12周分别处死实验动物,取下颌骨标本行大体观察、影像学检查、扫描电镜、组织学观察,计算缺损区新骨面积,比较各组骨缺损的修复情况。结果与结论:(1)成功构建贯穿性骨缺损动物模型并有效提取富血小板血浆;(2)大体和影像学观察:单纯材料和活性材料组缺损区影像学观察在各个时间段均优于空白组;(3)电镜观察:空白组边界区主要由纤维组织包绕,单纯材料组边界区存在少量新生骨,散在分布,活性材料组连接的纤维组织更致密,新骨呈片状分布;(4)组织学观察可见各材料组不同时间点骨缺损区新骨形成均优于对照组,活性材料组新生骨及新生血管的量较多。随时间延长,材料降解同时被活跃生长的骨组织包围并替代;(5)4周时各组新生骨面积排列为空白组<单纯材料组<活性材料组,差异有显著性意义;8,12周时空白组新骨面积显著少于其他2组(P<0.05),单纯材料与活性材料组之间无明显差异(P>0.05);(6)结果提示,n HAC/BMPs在体内实验过程中有良好的生物相容性和骨诱导活性,可作为支架材料引导再生骨向缺损内生长,富血小板血浆有助于诱导并促进活性材料成骨,促进骨缺损修复。

将在21世纪崛起的生物制造工程

生物制造工程是近年来提出的新概念,它将生命科学、材料科学及生物技术融入制造技术之中……

阿拉巴马大学获得研究椎间盘再生材料的基金

美国国家科学基金会授予阿拉巴马大学生物工程系的副教授Ho－Wook Jun博士一笔407，348美元的年度基金，用于进行与具有生物活性的混合纳米级基体的椎间盘再生材料有关的综合研究、教学、以及超越性的研究。这是一项涉及纳米技术、材料科学、干细胞生物学和人体组织工程化等学科的综合性研究项目。