细胞片工程在组织工程中的应用

背景:细胞片工程可以直接移植单层细胞片到母体组织,也可以通过叠加多层细胞片制得三维结构的组织应用于组织再生,可以弥补传统组织工程技术的不足。目的:介绍细胞片工程在组织工程中的应用和研究进展。方法:由第二作者用计算机检索中国期刊全文数据库(CNKI:2000/2010)和Medline(1990/2010)数据库,检索词分别为"组织工程,温敏性培养皿,细胞片工程"和"tissue engineering,temperature-responsive culture dishes,cell sheet engineering",语言分别设定为中文和英文。从细胞片工程的简介、细胞片工程的应用及细胞片工程的局限之处与解决方法3个方面进行总结,对细胞片工程在组织工程中的应用与研究进展进行介绍。结果与结论:共检索到82篇文章,按纳入和排除标准对文献进行筛选,共纳入40篇文章。结果表明,对于治疗受损或病变组织,器官移植并不是惟一的治疗方法,组织工程也是很有前景的治疗方法。生物可降解支架作为一种传统的组织工程的方法,在软骨,骨骼,血管等的修复上都取得了成功,但由于其应用范围受到了支架的生物相容性以及降解后副作用的制约,使其不能广泛推广应用。而新兴的细胞片工程由于无需使用支架,能够较好的应用于组织工程。细胞片工程已经在角膜修复,牙周膜修复和肺漏气修复等多个方面获得了成功。随着组织工程的不断发展,细胞片工程必将成为再生医学的重要工具。

细胞片工程在组织工程中的研究进展

组织工程最早由Langer和Vacanti于20世纪80年代末提出，作为一门交叉学科，其应用生物学和工程学的原理与方法修复损伤的组织或器官，现已在骨、软骨、大血管、皮肤等领域取得了成功。然而，随着组织工程的不断发展，原有技术的弊端日益显现。

骨髓基质干细胞片层的制备及其在组织工程骨中应用的初步研究

目的:探讨骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)片层(cell sheet)的制备方法,并观察其在实验犬体内构建组织工程骨时的成骨作用。方法:密度梯度离心法获取实验犬骨髓基质干细胞,经成骨诱导培养后,利用温度感应性培养皿(temperature-responsive culture dish)制备细胞片层后在体外包裹犬同种异体脱钙骨基质(demineralized bone matrix,DBM),相差显微镜和扫描电镜观察细胞及片层形态;将复合体植入实验犬背阔肌筋膜下,组织学方法观察术后组织工程骨的骨形成情况。结果:细胞片层成功制备,并与支架材料复合良好,术后16周组织学显示形成类似板层骨的致密骨组织。结论:利用温度反应性培养皿可成功制备BMSC细胞片层,细胞片层包裹支架材料后在实验动物体内可形成具有类似板层骨结构的组织工程骨。

褪黑素-组织工程化细胞膜片-种植体复合物对骨质疏松动物骨结合影响的实验研究

目的:研究褪黑素(MT)-组织工程化细胞膜片-种植体复合物对骨质疏松动物骨结合的影响。方法:选30只雌性SD大鼠经去势法建立骨质疏松模型,10只为假手术对照。在模型大鼠的胫骨干骺端植入钛种植体、细胞膜片+钛种植体、MT+细胞膜片+钛种植体,分别于4、8周取带种植体的胫骨干骺端标本,行种植体拉力测试,Micro-CT扫描,硬组织切片染色来综合评价其骨结合。结果:种植术后4、8周,实验结果均显示含MT的植体拔出时的最大力值、植体周围骨量、骨结合率均明显高于未含MT的2组,且含MT的植体最大拔出力值和骨结合率均为8周时大于4周时。结论:褪黑素-组织工程化细胞膜片-种植体复合物能提高骨质疏松大鼠种植体骨结合的质量。

聚N-异丙基丙烯酰胺细胞培养平台的研究进展

聚N-异丙基丙烯酰胺(poly(N-isopropylacrylamide),PNIPAAm),温敏性聚合物,可利用其温敏特性替代酶类物质或细胞刮刀用于贴壁细胞的收获,从而有效避免酶解和机械损伤,可为生物医药领域提供品质优良的种子细胞。重点阐述促进细胞有效粘附和快速脱附的温敏性PNIPAAm二维平面的研发情况,包括选取特殊基材、引入亲水基团、调节反应物比率、控制聚合物厚度/密度、提供适宜外力等方式,从而有效改善细胞对温敏性平面的适应性并降低染菌风险以及减少低温处理对细胞的影响。同时介绍PNIPAAm微载体、支架和凝胶等温敏性三维培养介质的研究进展,此方式不仅增加细胞生长面积,更可以模拟体内微环境,从而保持细胞原始生理特征,同时实现大规模扩增和非酶解收获细胞以及组织器官修复和重构的目标。最后简单说明PNIPAAm培养平台的应用,PNIPAAm的研发为再生医学的发展提供了崭新思路。