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组织工程膀胱研究新进展
2006年,美国学者Atala等[1]将组织工程膀胱应用于7例伴发膀胱功能异常的脊髓脊膜膨出儿童患者中,术后通过22~61个月的随访,组织工程膀胱在形态学和功能学方面都接近正常膀胱,这一创举被誉为膀胱重建手术的"里程碑"[2].为了进一步优化组织工程膀胱的构建,使其在更大范围内满足临床膀胱替代的需要,近两年,组织工程膀胱在支架的选择、种子细胞获取及血管神经重建等方面均有重要进展.
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骨组织工程学种子细胞研究与应用现状
近20年来,随着组织培养、生物材料技术的发展,对成骨细胞的来源、培养条件及生物材料进行了大量的研究.1977年Green进行了将活细胞种植到人工材料上并将此复合物植入动物体内的试验.在此基础上Ohgushi等[1]及Breitbart等[2]开始应用含有活细胞的异体植入物来修复实验性骨缺损,取得了成功的经验.1995年Vacanti等[3]正式将组织工程学定义为应用工程学和生命科学原理将经体外分离、培养的高浓度的功能相关的活细胞种植于天然的或人工合成的支架上,使之植入人体后能够形成新的有功能的组织,来制造、保存或恢复失去的组织功能.组织工程学再造组织的出现为骨修复提供了新的方法.其中,种子细胞的获取和体外培养、扩增无疑是基础和为重要的环节.
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非细胞型组织工程化骨加自体红骨髓复合植骨修复兔尺骨长段骨缺损的实验研究
组织工程化骨可根据其种子细胞的来源分为细胞型和非细胞型.我们将猪长骨干骺端松质骨制成改良Kiel′s骨作为支架材料,从皮质骨提取骨形态发生蛋白(BMP)作为生物活性因子,两者按一定比例混合制成非细胞型组织工程化骨,对单独植入和加自体红骨髓复合植入修复骨缺损的能力进行了实验观察.
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组织工程技术治疗脊髓损伤的研究进展
脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)具有高耗费、高致残率、低病死率、患者主要为青壮年等特点,给社会带来巨大的损失和沉重的负担,已成为全球性的医疗难题,同时也是国内外众多学者研究的重点及热点.近年来,随着组织工程技术的兴起及其在生命科学等众多领域的广泛应用,人们开始探索应用组织工程技术"种子细胞+神经营养因子+生物支架"这一模式治疗SCI的可行性,并获得初步的成效.
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细胞外基质材料在胸心外科组织工程领域的研究进展
组织工程学[1]是通过人为干预组织再生过程获得可以治疗病变的组织或器官.生物组织是由细胞、细胞外基质和信号系统构成.组织工程学主要是从种子细胞、支架材料以及两者之间的相互作用三方面对生物组织重构进行研究.组织工程选择种子细胞和支架材料的主要标准和研究目标是相容性、无免疫原性和无促凝活性.更重要的是,应该具备合适的力学性能,能够生长和修复,其中支架材料是仿生学模拟的主要靶点,支架与细胞的相互作用是核心环节.然而,支架材料研究进展的滞后严重影响着组织工程的应用研究,主要表现在细胞与支架材料的相互作用不够协调,支架材料不能提供足够的细胞黏附、增殖、分化的结合位点和分子信号[2],从而导致支架细胞化不完全,新合成的细胞外基质合成机械力学强度不够,同时,炎性细胞的浸润、组织纤维化都能破坏已形成的细胞外基质.
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脂肪干细胞在脂肪组织工程领域的应用
组织工程技术的兴起和迅猛发展,为组织或器官缺损的修复及功能重建开辟了新的治疗途径,并逐渐成为目前有前景的生理性修复技术,其中脂肪和软组织工程学在修复衰老变形组织、创面的缺损和先天性畸形中有着广阔的应用前景.2001年,Zuk等[1]从脂肪组织中分离出一种成纤维细胞样细胞,称之为脂肪干细胞(adipose derived stem cell,ADSC),其来源丰富、扩增量大、具有多分化潜能且不易衰老,成为组织工程中种子细胞的又一研究热点,我们就近年来ADSC在脂肪组织工程中的应用综述如下.
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脂肪干细胞的研究进展
现代组织工程学是近几年迅猛发展的新学科,其将对组织器官的修复与替代产生划时代意义.组织工程技术大致由四大要素组成:自体种子细胞的获得;种子细胞的生长与分化;种有细胞的载体移入体内;移植物与受区整合,组织形成.
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旋转生物反应器及微载体技术:组织工程种子细胞大规模扩增的新方法
1987年提出组织工程学概念以来,部分再造的组织或器官已经开始或即将进入临床应用,然而,组织工程产品的产业化研究仍然存在一些制约因素,特别是常规细胞培养方法不能满足实验室研究和临床需要时,如何大规模获得具有再生活力的种子细胞已经成为当前组织工程研究所面临的关键性瓶颈问题之一.近年来,应用旋转生物反应器以及微载体技术进行组织工程种子细胞大规模培养逐渐受到科研人员的重视,进展较快.有望应用该技术解决这个瓶颈.
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胚胎干细胞及细胞工程研究的新进展
干细胞是指具有自我更新、高度增殖和多向分化潜能的一类细胞,它所产生的子代细胞与其具有相同的基因型和表现型.作为"种子细胞”的干细胞可以通过细胞工程的方法在体外发育为各种特异性的细胞供移植和细胞替代所需,并可作为基因疗法的靶细胞用于治疗和研究.由于干细胞有广泛的应用前景,它已成为近年来医学和生物学领域研究的热点.20世纪90年代以来,随着细胞生物学技术的发展及体外分离、培养人胚胎干细胞的成功,干细胞经适当诱导分化可发育为不同类型的细胞、组织和器官,成为移植供体的新来源,由此掀起了干细胞研究的新一轮热潮.
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骨髓间充质干细胞治疗缺血性脑卒中的机制
骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stemcells,BMSCs)是间充质来源的多潜能干细胞,可以促进损伤、衰老器官的结构及功能修复,是当前再生医学有潜力的种子细胞.BMSCs在体外具有分化为肌肉、骨骼、脂肪及神经等多种组织前体细胞的潜能,近年来国内外对BMSCs治疗缺血性脑卒中的研究较多[1-3].
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组织工程角膜内皮移植的研究进展
随着组织工程技术和细胞工程技术的不断发展,组织工程角膜的研究已经取得一定进展,其中体外培养角膜内皮细胞技术的成熟为组织工程角膜内皮移植奠定了基础.通过将不同来源的角膜内皮种子细胞种植于合适的载体上得到重构的角膜内皮,应用其取代失代偿角膜内皮细胞,这种技术的成熟将会为角膜内皮损害而致盲患者带来新的希望.
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外周血作为骨组织工程种子细胞来源的初步研究
目的:研究外周血作为骨组织工程种子细胞来源的可能性.方法:密度离心法分离兔外周血单个核细胞,冲洗收集长骨内骨髓,将两者在体外进行培养.检测两种来源细胞的表面分子标志物及成脂、成骨能力差异.结果:骨髓原代培养细胞集落形成早,细胞形态均一.传代后CD29阳性,CD34阴性,成脂诱导时脂滴出现早且多;成骨诱导时碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原表达早,矿化结节数量多且体积大.外周血原代培养细胞集落形成晚,形态不一,种类多.传代后CD29阳性,CD34弱阳性;成脂诱导时脂滴出现晚且少;成骨诱导时碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原表达较晚,有散在的矿化结节和管样结构形成.结论:外周血内含有间充质干细胞、内皮祖细胞等多种干细胞,可以作为血管化组织工程骨的种子细胞来源,但需要进一步优化培养方法.
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骨髓来源成骨细胞复合脱钙骨修复颌骨缺损的实验研究
以自体骨髓间质干细胞诱导分化而来的成骨细胞作为种子细胞,以异体脱钙骨作为支架材料构建组织工程骨用于兔颌骨缺损的修复,观察其成骨特点和效果.
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SD大鼠原代颌下腺细胞体外培养的生物学特征研究
组织工程化涎腺的体外构建首先需要获得增殖活跃、有功能的种子细胞.我们通过本实验进行颌下腺腺细胞的体外培养,并对其在体外的增殖和分化进行了研究.
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骨组织工程的研究
“组织工程学”这个名称是1987年被正式提出的,早的定义是:“应用工程学和生命科学的原理和方法,认识哺乳动物正常和病理组织中结构-功能关系,并开发生物代用品,以恢复、维持或改善组织的形态和功能”。随着组织工程学研究的深入和发展,其内涵不断扩大。近年来,有人将生物材料诱导细胞分化、组织再生亦归于组织工程学范围,其定义也将会有所更改。组织工程的基本做法是,取少量自体组织,在体外分离、培养细胞,将一定量的培养细胞接种到具有一定空间结构的三维支架材料上,再将此细胞-支架复合物在体外继续培养,并植入体内培养,通过细胞生长繁殖、相互贴附、分泌细胞外基质,形成具有一定结构和功能的组织或器官。 1.骨的组织工程:骨组织工程是继软骨组织之后研究得较早、较多的对象。Vacanti(1993年)等将小牛骨膜细胞种植于多层编织的聚羟基乙酸(polyglycolic acid, PGA)支架中,然后移植于裸鼠体内,结果证实骨细胞可以增殖成为骨骼;Crane等[1]全面提出了骨组织工程研究的概念、方法、现状和前景,引起了广大学者的关注。近年来骨组织工程研究进展主要有两个方面:一是骨组织诱导;二是细胞传输[2]。和其他组织的组织工程研究原理和方法一样,组织工程骨的研究主要也是集中在种子细胞、支架材料和骨的构建3个方面。
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根尖部感染的清除与组织再生
根尖部的解剖特点使得根管治疗难上加难,该部位的细菌生物膜往往不能有效清除,从而可能导致根管治疗的失败。根尖外科手术虽然能较彻底地清除感染和封闭根尖部的微渗漏,但切除的3 mm根尖组织目前无法再生,对后期的冠方修复会造成影响。因此,寻求能够更有效清除根尖部内外的细菌生物膜,或者让切除部位的根尖组织再生,是课题组长期研究的方向。近几年的工作中,我们采用物理、化学、生物相结合的方法尝试清除根尖部深部牙本质小管内的细菌及其生物膜,同时对根尖外部牙骨质上的细菌生物膜也进行了相关研究。另一方面,我们不断探索不同种子细胞和生物材料在牙髓牙本质复合体再生中的作用,并探讨模拟根尖部的炎症微环境和力学微环境下组织再生的分子机制。初步的研究结果令人鼓舞。
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组织工程技术修复下颌骨骨缺损的研究进展
随着组织工程技术的发展,构建组织工程骨修复下颌骨缺损是近年来国内外研究的热点,此方法仅需从自体获取少量种子细胞,通过体外扩增并与适当的支架材料整合后,移植入骨缺损区或经体外培养后再移植入受区,产生新的自体骨组织并与周围正常骨愈合,达到修复目的。本文拟就组织工程下颌骨支架材料、种子细胞、生长因子、临床前研究及临床应用等研究进展作一综述。
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组织工程牙再生发育的研究进展
组织工程牙的再生发育足国内外学者正致力研究的重大课题.本文对近年来国内外组织工程化牙胚、釉质、牙本质牙髓复合体、牙根、牙周膜、牙骨质的相关研究成果做一综述,并对临床修复缺失牙的应用前景做一分析.
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转化生长因子β1联合软骨源性形态发生蛋白-2体外诱导成肌细胞向软骨细胞的分化
目的:探讨转化生长因子31 (TGF-β1)联合软骨源性形态发生蛋白-2(CDMP-2)体外诱导犬成肌细胞向软骨细胞表型定向分化的可行性.方法:取成年比格犬大腿股直肌肌肉,以机械分解法与二步酶消化法分离获得成肌细胞,取第4代成肌细胞,以2.0×104细胞/cm2的密度接种于24孔培养板,使用含CDMP-2和(或)TGF-β1的完全培养液诱导分化成肌细胞,观察细胞生长情况.诱导14 d后获取细胞,进行HE染色、甲苯胺蓝染色,观察细胞形态及胞内高硫酸化的蛋白聚糖变化.免疫细胞化学染色检测Ⅱ型胶原蛋白着色情况.RT-PCR检测Ⅰ型、Ⅱ型胶原蛋白、aggrecan及Sox9 mRNA表达.阿尔新蓝法定量检测细胞糖胺聚糖(GAG)含量.结果:3个加入细胞因子的实验组成肌细胞形态由长梭形向多角形、类圆形转变;HE染色、甲苯胺蓝染色和软骨特异性Ⅰ型和Ⅱ型胶原免疫组化法检测及RT-PCR检测中,实验组均有不同程度的阳性表达;TGF-31与CDMP-2联合应用组糖胺聚糖含量明显高于其他三组(P<0.05).结论:CDMP-2和TGF-β1可以单独诱导高密度单层培养的犬成肌细胞向软骨细胞分化,表达软骨细胞特异性细胞表型,并且CDMP-2和TGF-β1有协同作用.