食管组织工程:研究、应用与展望

食管作为人体消化系统的重要组成部分,其损伤与疾病严重影响着患者的健康与生活质量。近年来,组织工程技术在食管修复和重建中取得显著进展。本文旨在探讨食管组织工程在食管损伤修复和重建中的应用研究,以应对传统食管替代术带来的高并发症风险。本文综述了支架材料、种子细胞、生长因子等关键要素在组织工程食管构建中的一些最新研究进展,并总结了组织工程技术在内镜黏膜下剥离术后食管修复中的应用情况。最后,本文讨论了食管组织工程面临的挑战与未来研究方向,以期为食管组织工程的发展及转化提供参考。

组织工程化软骨组织形成的最佳细胞浓度和最佳形成时间的实验研究

目的研究探讨自体组织工程化软骨在动物自体内形成的最佳细胞浓度和最佳形成时间。方法取贵州香猪部分耳廓软骨组织体外消化分离软骨细胞，与可注射性生物材料Ｐｌｕｒｏｎｉｃ混合形成复合物，浓度为１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０×１０６／ｍｌ，将细胞－生物材料复合物接种于猪自体腹外侧壁皮下。第６周取材，分别称重，并作ＨＥ、ＳａｆｒａｎｉｎＯ染色，评价软骨组织形成的最适细胞浓度。参考上述实验结果，制成最适软骨细胞－生物材料复合物，接种到猪自体腹外侧壁皮下，分别在接种后第１、３、６、９和１５周取材，大体观察，并作ＨＥ、ＳａｆｒａｎｉｎＯ染色，确定软骨组织形成的最佳时间。结果在动物自体内形成的软骨组织，与正常软骨组织有相似的组织学特性，形成软骨组织最适细胞浓度为５０×１０６／ｍｌ，最佳形成时间是第６周。结论成功地利用组织工程技术在具有免疫功能的自体动物体内形成了软骨组织，并确定了软骨组织形成的最佳细胞接种浓度和接种的软骨组织形成最佳时限。

基因转染技术提高体内构建组织工程化软骨质量的实验研究

目的:研究转化生长因子β1(TGF-β1)cDNA基因转染对软骨细胞Ⅱ型胶原表达的调控作用,为基因转染技术在软骨组织工程中的应用提供理论依据。方法:利用脂质体Fugene6将含TGF-β1基因的真核表达载体及空白载体分别转染至软骨细胞(基因转染组和对照组),RT-PCR、Northern-Blots、原位杂交及免疫组化检测TGF-β1调节体外培养软骨细胞Ⅱ型胶原表达的变化。结果:TGF-β1基因转染软骨细胞后,其Ⅱ型前胶原mRNA及其蛋白的表达均显著增强,且随着TGF-β1蛋白表达的丧失,其对软骨细胞Ⅱ型前胶原mRNA表达的促进作用亦逐渐减弱。结论:TGF-β1可以上调体外培养软骨细胞Ⅱ型胶原的表达。

自体组织工程化软骨组织在体内最佳形成时间的研究

目的研究探讨自体组织工程化软骨在动物自体内最佳形成时间 ,为临床应用提供理论研究和参数。 方法取猪耳廓软骨细胞 ,与可注射性生物材料PluronicF12 7混合形成浓度为 5 0× 10 6 /ml细胞—生物材料复合物 ,接种于猪自体腹外侧壁真皮下 ,分别在接种后第 1、3、6、9、15周取材 ,从组织学、生化组成对再生软骨组织进行评价。 结果第六周形成的软骨组织完全成熟 ,与正常软骨组织有相似的组织学特性。而第 1、3周大部分为未成熟的软骨细胞。各不同时间再生软骨组织中氨基糖氨多糖 (GAG)占组织干重的平均百分含量在 7.0～ 9.0之间。第 6周形成软骨组织中Ⅱ型胶原含量比第 1、3周形成软骨组织中Ⅱ型胶原含量高 ,和正常耳软骨含量接近。 结论利用组织工程技术可在具有免疫功能自体动物内形成软骨组织 ,确定软骨组织形成的最佳时间为接种后第 6周。

组织工程研究中的胚胎干细胞问题

胚胎干细胞研究是组织工程基本科学问题中一个重要的组成部分。本文回顾了近年来胚胎干细胞领域的研究进程 ,尤其是人体胚胎干细胞研究的最新成果 ;提出了组织工程中“治疗性克隆”的战略目标。并且确立了未来人体胚胎干细胞研究解决组织工程种子细胞问题的具体步骤 ;指出了每项具体研究中所要解决的关键问题。

组织工程化人形下颌骨髁状突的实验研究

目的 评价采用组织工程技术构建人下颌骨髁状突软骨复合组织的可行性。方法 以可降解生物材料聚羟基乙酸 (polyglycolicacid ,PGA) /聚乳酸 (polylacticacid ,PLA)预制人下颌骨髁状突模型 ,体外培养扩增牛骨膜成骨细胞和牛关节表面软骨。实验分 3组 :第 1组 ,模型内仅注入 1.5 %藻酸钙和 30 %氧化乙丙烯 ;第 2组 ,模型内分别注入成骨细胞和软骨细胞悬液 ,浓度为 5× 10 7/ml;第 3组 ,模型内接种成骨细胞藻酸钙悬液 ,同时在模型关节表面涂敷软骨细胞 PluronicF12 7悬液 ,浓度为 5× 10 7/ml。分别植入裸鼠皮下 ,12周后取材 ,作大体和组织学观察。结果 第 1组无骨和软骨形成 ,模型支架明显缩小 ,形态不规则 ;第 2组仅留残缺不全的组织结构 ,标本体积缩小变形 ;第 3组形态结构与原植入模型支架相同 ,组织学观察有骨和软骨组织结构 ,两者界面连接有序 ,骨组织内有大量新生骨板。结论 以人工合成生物材料预制人下颌骨髁状突支架 ,采用组织工程技术 ,可以在裸鼠体内构建具有骨软骨复合结构的正常形态的人形下颌骨髁状突 。

脂肪间质干细胞在软骨组织工程中的研究现状

脂肪间质干细胞是新发现的一种可以自我更新,具有向软骨、骨、脂肪、肌肉、神经细胞等分化的成体干细胞。目前已经对它进行了深入的研究。在对其生物学特性研究的基础上,进一步研究了它的应用,认为它可以成为组织工程的种子细胞。构建的组织工程组织中比较成熟的是软骨,有望应用于临床。下面就脂肪间质干细胞生物学特性和成软骨的研究进展进行综述。

骨组织工程基础研究与临床应用:回顾与展望

组织工程学作为21世纪生命科学领域的重大前沿课题，至今仅20余年的发展时间里，在种子细胞、生物材料、组织构建及临床初步应用等方面已取得颇多具有重大价值的成果。时至今日，组织工程研发的部分产品已进入临床，更有产品已实现了规模化生产和上市销售（如美国的组织工程皮肤和软骨产品），而经典组织工程骨目前已进入了临床研究阶段，出现了一系列可喜的研究成果。现结合国内外骨组织工程基础研究和临床应用作回顾与展望。

组织工程人工肌腱的研究进展

本文对目前组织工程肌腱的研究成果作一综述,主要从细胞支架、种子细胞、生长因子、周期性张力等各方面进行了阐述。今后,对材料进行合理改进,使之能供给肌腱细胞最适合的生存环境,解决种子细胞的来源问题,加入适当的生长因子,并施以符合生理条件的周期性张力,组织工程化肌腱将成为修复肌腱缺损的一种理想而可靠的方法。

骨组织工程学研究进展及展望

骨组织工程学的提出和发展为骨缺损的临床修复开拓了新的研究应用领域。近年来,随着许多相关领域研究的不断深入,多学科的最新研究成果促进了骨组织工程研究的快速发展,组织工程化骨已处于组织工程化组织构建及修复缺损的前沿,是可能率先进入临床应用的几种组织工程化组织之一,具有广阔的发展前景和临床应用价值。

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。

组织工程化皮肤治疗糖尿病皮肤溃疡研究进展

随着人们生活水平提高、生活模式改变及社会老龄化，糖尿病发病率逐年增高。糖尿病皮肤溃疡为糖尿病常见并发症之一，多与糖尿病病程、病情关系密切。目前对于糖尿病皮肤溃疡．临床上常规治疗为控制感染、血管重建、减压治疗和清创术。但是，常规治疗手段并不能取得令人满意的治疗效果。近年来，组织工程学取得了长足发展．显现出其在临床各个领域的广阔的应用前景．使糖尿病皮肤溃疡的治疗有了新的选择。

组织工程心脏瓣膜研究进展

目前组织工程心脏瓣膜研究已在支架的选材、种子细胞的选择、种子细胞的种植与瓣膜构建方法三个方面取得进展,并已构建出三种代表性组织工程心脏瓣膜。对它们各自的特点进行综述。

重要生命器官组织工程研究进展

重要生命器官的丧失或功能障碍是人类健康面临的主要危害之一。传统的治疗方法通常很难有效地达到治疗目的，而器官移植不但费用昂贵且供体资源少，无法作为常规治疗手段。重要生命器官组织工程的发展为治疗该类疾病提供了新的有效途径。近年来，随着生物材料和干细胞等相关技术的迅速发展，重要生命器官组织工程研究也相继取得一系列突破，并在其相关产品的产业化方面已也获得了一定的进展。文章综述了国内外重要生命器官组织工程研究最新进展及相关的产业化情况，可望为重要生命器官组织工程的研究和产业化发展提供一定的参考。

魔芋葡甘聚糖/透明质酸钠复合材料构建组织工程髓核支架的实验研究

目的构建一种新型的组织工程髓核支架材料,为应用组织工程技术修复退变椎间盘的研究奠定实验基础。方法以魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)、透明质酸钠(Sodium hyaluronate,SH)为原料,应用真空冷冻干燥、化学交联等技术构建一种新型的组织工程髓核支架,同时对其理化性能及生物学、力学性能进行初步分析。结果支架材料大体及光学显微镜下观察呈三维立体多孔结构;扫描电子显微镜(scanning electronic microscopy,SEM)观察显示支架材料为三维不均匀多孔结构;噻唑蓝比色法(MTT)分析结果显示支架材料生物相容性良好,无细胞毒性;体外生物降解性能检测结果显示支架材料具有良好的生物降解性能,12周时总降解率为87.6%;孔径为(572.5±51.8)μm,孔隙率为(82.1±7.5)%,吸水率为(1293.5±73.8)%;力学测试结果表明,支架材料具有一定的抗压强度。结论本研究制备的组织工程髓核支架材料具有理想的三维结构和理化性能,符合理想支架材料的结构要求,为进一步行体内外生物学性能研究提供了实验基础和依据。

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.

生物反应器内再造组织工程化心肌的实验研究

目的在体外模拟微重力条件下构建心肌细胞-胶原复合体,探索组织工程化心肌组织体外再造的可行性。方法采用顺序消化及差速贴壁法从1～2d龄新生大鼠的心肌组织中分离心肌细胞,并将其与多孔胶原复合形成复合体。复合体在旋转生物反应器(rotarycellculturesystem,RCCS)中进行培养,观测复合体内心肌细胞的生长状况、超微结构、细胞代谢率及细胞组分的变化,并将其与正常心肌和常规培养的复合体进行比较。结果在RCCS中培养的复合体内的细胞具有心肌细胞的特殊超微结构,免疫组化显示其中的α-横纹肌肌动蛋白染色呈强阳性,与静止培养的复合体细胞相比,细胞代谢更加旺盛。结论采用组织工程技术可以在RCCS中培育出组织工程化心肌组织。

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。

组织工程皮肤支架材料和种子细胞的研究进展

目的:综述近年来国内外组织工程皮肤种子细胞和支架材料方面的研究进展,介绍了用静电纺丝法制备新型三维纳米纤维支架材料的研究进展及其在组织工程皮肤中的应用前景。资料来源:检索人为第一作者,检索文献时限为1992/2009。检索数据库为CNKI数字图书馆全文数据库,Sciencedirect数据库,I.S.I数据库。中文检索关键词为"组织工程皮肤,创伤修复,种子细胞,支架,静电纺丝"。英文检索关键词为"tissue-engineering,skin,wound healing,seed cell,scaffold,electrospunning"。资料选择:近年来对皮肤组织工程的研究起着重大影响,以及开启和引领新的方向的重要研究成果。结局评价指标:①与组织工程材料治疗皮肤损伤相关的文章。②与组织工程种子细胞和支架材料相关的文章。③与静电纺丝相关的文章。结果:利用皮肤干细胞的增殖分化特性制备人工皮肤是目前重要的研究方向,较受关注的研究有表皮干细胞、骨髓间充质干细胞、毛囊干细胞和脂肪干细胞等。对于组织工程来说,如何制备出满足应用的细胞对支架的力学性能、物理结构及生物相容性等方面的要求无疑又是一个至关重要的难题。支架材料主要可分为微米级多孔支架材料与纳米纤维支架材料。静电纺丝法是近年来兴起的一种能快速、简便制备纳米纤维支架材料的方法,利用电纺技术制备的支架材料孔隙率高,孔道连通性好,有利于维持创面血运和氧气交换,可有效防止创面水分和蛋白质的流失。结论:组织工程皮肤研究是再生医学的重要组成部分,种子细胞和支架材料基材是其最核心的问题。随着生命科学、纳米技术和计算机技术的不断发展和相互融合,对种子细胞之间相互影响、相互调节机制的研究,以及支架材料的构建和性能研究取得了很大进展。