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。

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。

组织工程软骨构建的临床初步研究

目的:探讨利用组织工程技术在人体内构建软骨组织的可行性。方法:将体外培养扩增的第二代人肋软骨细胞,以细胞浓度50×106/ml与30%Pluronic-F127混匀,注入人耳后皮下或耳屏部位,3～6个月后在二期手术时部分取材,通过大体观察、组织学、电镜以及免疫组化等方法对新生软骨进行初步评价。结果:在3～6个月的随访中,观察到注射于耳后皮下的患者皮下有明显隆起,组织学检测显示有软骨陷窝和同源软骨细胞现象为成熟软骨组织,免疫组化染色有特异性的Ⅱ型胶原分泌。结论:采用体外培养的第二代人肋软骨细胞和Pluronic在人体内可构建组织工程软骨,证实了组织工程技术在人体内构建软骨组织的可行性。

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。

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。

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。

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;

组织工程皮肤生物反应器的研究与设计

目的设计一套生物反应器,能针对不同支架材料———细胞复合物进行构建组织工程皮肤。方法根据皮肤的自身生长特点和不同支架材料-细胞复合物的特性,模拟皮肤的生长环境和力学环境,通过生物反应器解决组织工程皮肤构建中支架的装夹和气液界面问题。结果生物反应器由控制系统和生物反应器主体两部分构成,能提供对多种皮肤细胞复合物的动态培养。结论皮肤生物反应器能够满足不同组织工程皮肤产品的需要。能够形成气液界面和模拟生物力学的刺激。

组织工程化组织收缩现象的研究进展

在组织工程的研究中发现,骨、软骨和肌腱等多种组织工程化组织在体外构建的过程中体积明显缩小,并证实其与α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)有关系。α-SMA基因的表达并非细胞“去分化”现象,可能与体外培养条件有关系,并影响细胞外基质的分泌。组织材料体积的缩小影响组织的构建与修复,因此通过调节α-SMA基因的表达,以及提高支架材料抵抗收缩的能力来控制组织材料收缩是非常必要的。

软骨组织工程基础及临床应用研究

软骨组织工程是组织工程研究领域开展最早、发展最快的研究内容之一,目前主要经历了两个阶段的发展,第一阶段主要是应用组织工程技术在免疫功能缺陷的裸鼠体内构建软骨组织,探讨软骨组织工程构建的可行性;第二阶段是在全面进行软骨组织工程研究的基础上,重点解决制约软骨组织工程发展的关键性问题,同时应用组织工程技术,在具有完全免疫功能的高等大型哺乳动物体内构建软骨组织并修复组织缺损,为组织工程化软骨的临床应用奠定基础.目前阻碍组织工程发展的瓶颈性问题主要包括以下几个方面:①软骨种子细胞来源有限:软骨细胞体外培养扩增困难且极易老化,难以获得大量的细胞满足软骨组织构建的需要,严重制约了临床应用;②针对众多应用于软骨组织工程的生物材料,尚缺乏系统的对照研究与统一标准,寻找适用于软骨组织构建的生物材料已经成为软骨组织工程生物材料研究的重中之重;③应用组织工程技术,在具有完全免疫功能的高等大型哺乳动物体内构建软骨组织并修复组织缺损,是组织工程技术向临床应用过渡的关键步骤与必要技术准备,而国际上相关工作尚未开展;④应用组织工程技术在人体内形成组织工程化软骨是组织工程研究的近期科学目标,也是组织工程技术临床修复软骨组织缺损的关键所在,相关研究尚未见报道.

构建含黑色素细胞组织工程表皮的实验研究

目的将黑色素细胞和表皮角质形成细胞,接种于壳聚糖-明胶薄膜材料上,构建含黑色素细胞的组织工程表皮。方法从小儿包皮分离黑色素细胞和表皮角质形成细胞,分别对黑色素细胞和表皮角质形成细胞进行鉴定,并进行不同代次细胞生长动力学检测。将黑色素细胞和表皮角质形成细胞接种于壳聚糖-明胶薄膜上,进一步检测两种细胞在材料上的生长情况。结果分离培养黑色素细胞和表皮角质形成细胞,经鉴定两者分别表达S-100和角蛋白。接种于壳聚糖-明胶薄膜上的黑色素细胞和表皮角质形成细胞能成功构建组织工程化表皮替代物。两种细胞在材料上生长状态良好,分布均匀,并表达各自特异性标志物。结论以壳聚糖-明胶薄膜材料作为支架材料,成体黑色素细胞和表皮角质形成细胞为种子细胞,能有效地构建含黑色素细胞的组织工程表皮。

组织工程半月板的研究进展

软骨是高等动物体内一种无血管的致密结缔组织，由位于软骨陷窝内的软骨细胞和细胞外基质构成。根据构成软骨的细胞外基质成分的不同，软骨分为透明软骨、弹性软骨和纤维软骨。纤维软骨组织存在于椎间盘、耻骨联合、半月板、颞下颌关节关节盘以及肌腱与骨的附着部位等处。纤维软骨的细胞外基质中含有大量呈平行或交叉排列的由I型胶原构成的胶原纤维束，软骨细胞单个、成对或成单行排列，分布于纤维束之间．基质中无定形成分。

溶剂浇铸/颗粒沥滤技术制备组织工程支架材料

生物可降解多孔三维细胞支架是组织工程化组织构建的基础。溶剂浇铸 粒子沥滤技术是最简便、也是研究最广泛的一种多孔三维细胞支架制备技术 ,随着各种改进方法的出现 ,溶剂浇铸