组织工程相关生物材料表面工程的研究进展

生物材料用作人工细胞外基质 (ECM)在组织工程中占据重要位置。本文在分析细胞 -生物材料表面相互作用的基础上 ,从生物材料中的水、材料表面的形态、材料表面的特异性识别及生物材料诱发愈合等方面探讨了生物材料的复杂性。生物材料对细胞的影响是一个双向、动态过程 ,起着调节细胞增殖和凋亡平衡的作用。基于生物材料对细胞生长的影响 ,本文提出了生物材料表面生物仿生化以提高细胞亲和力 ,糖链团簇、糖脂质及材料表面蛋白质修饰以提高细胞特异性识别 ,材料表面的自组装修饰以改善表面形态等观点。

组织工程技术仿生构建颅颌骨组织的研究

目的:探索构建组织工程化仿生骨种植体的方法流程,并制备成骨细胞-可吸收载体种植体样品,同时尝试建立组织工程化非承载骨种植体的评价方法。方法:实验于2001-05/2005-12分别在天津市口腔医院组织工程实验室和天津大学材料学院高分子材料研究所完成。①通过相分离技术制备壳聚糖/明胶三维网络多孔支架,在支架材料表面原位沉积纳米级的羟基磷灰石晶体,构筑纳米羟基磷灰石/壳聚糖/明胶仿生骨组织工程支架材料,并进行表征和性能检测。②用酶消化法和条件培养法分离、诱导培养中国小型猪成骨细胞作为组织工程种子细胞。③用静态复合共培养法体外构建2种骨组织工程种植体样品:成骨细胞-纳米羟基磷灰石/壳聚糖/明胶仿生骨种植体,成骨细胞-纳米羟基磷灰石/胶原种植体。④采用扫描电镜、透射电镜、FDA荧光、LDH、MTT等定期观测仿生骨样品中细胞形态、细胞增殖速率、碱性磷酸酶活性、矿化结节形成等指标,以比较样品的细胞增殖活性和成骨活性。结果:①成功构筑了具有良好的生物相容性和力学相容性的纳米羟基磷灰石/壳聚糖/明胶,这种材料具有适于细胞黏附与生长的(90±1)%的孔隙率,孔径为100￣300μm的微孔结构,且原位沉积的纳米羟基磷灰石晶体的粒径为50nm左右,接近与天然骨的组成。②自中国小型猪腿骨成功分离培养了成骨细胞,并在诱导培养条件下,表现出很强的增殖活力和成骨活性,适合作为实验用骨组织工程的种子细胞。③成功构建了两种成骨细胞-可吸收载体种植体样品:经检验仿生构建的小型猪成骨细胞-纳米羟基磷灰石/壳聚糖/明胶种植体具有细胞亲和性和体外成骨活性。结论:①在体外成功仿生构建了结构与活性接近天然骨的骨组织工程种植体--纳米羟基磷灰石/壳聚糖/明胶种植体。②初步建立了仿生组织工程化非承载骨种植体的评价方法,为其进一步用于体内修复颅颌骨组织损伤的深化研究提供了实验数据和科学依据。

细胞周期与组织工程

目的 研究细胞周期在组织工程研究中的应用 ,为材料的生物相容性评价提供一种新思路。 方法 利用免疫细胞化学 ,蛋白质印迹法 ,RT- PCR和流式细胞术等方法分析细胞周期和对与细胞周期相关的基因表达进行研究。 结果 通过研究材料和细胞的相互作用 ,表明材料的拓扑结构、物理和化学结构都会影响吸附在材料上的细胞的细胞周期。并且会影响与细胞周期、增殖和凋亡相关基因的表达。 结论 细胞周期的研究能够综合反映出细胞增殖、分化及凋亡等生理活动的动态平衡 ,有希望成为生物相容性研究的一种重要方法。

生物材料与细胞相互作用及表面修饰

生物材料用作人工细胞外基质 (ECMs)在组织工程中起重要作用。生物材料表面的拓扑结构、亲水 /疏水平衡、自由能、电荷状况、化学基团和生物特异性识别对材料 /细胞相互作用有较大影响。生物材料表面与细胞的相互作用主要是细胞膜表面受体与生物材料表面配体间的相互分子识别 ,因此采用仿生修饰生物材料表面以提高细胞亲和性和特异性识别。本文对生物材料与细胞相互作用及表面修饰的技术方法进行了介绍。