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组织工程软骨研究进展
组织工程学是20世纪80年代末期发展起来的一门新兴边缘学科.它是综合应用工程学和生命科学的基本原理、理论和技术,在体外预先构建有生命的种植体,然后植入体内修复组织缺损,替代组织器官的一部分或全部功能.软骨为单一细胞(软骨细胞)构成组织,透明软骨、弹性软骨和纤维软骨组成人体重要结构,具有十分重要的生理功能.组织工程软骨是第一个组织工程化组织,在矫形外科和整形外科领域,组织工程软骨研究受到高度重视,发展迅速.本文介绍矫形外科领域中组织工程软骨研究发展.1 种子细胞
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组织工程化组织的临床应用
自有现代外科学问世的100多年里,对各种原因导致的组织缺损,主要采用自体组织移植治疗,临床效果满意,挽救了不少肢体,减少了残废.但自体组织移植必须从健康部位切取组织修复病损的组织,增加了创伤,对供区造成了新的缺损,虽然所切取的组织在功能上不太重要,但也会遗留不同程度的并发症,是一种以牺牲健康组织为代价的"以伤治伤"的办法,且自体组织供区也十分有限,因此这不是佳的治疗方法.采用同种异体组织移植或异种组织移植克服了自体组织移植的缺点,但由于移植后的免疫排斥反应尚不能完全克服,需长期使用免疫抑制剂,由此而产生的并发症有时是致命的,再加上供体来源的限制,以及医学伦理学方面的障碍,至今尚未能广泛用于临床.人工材料替代是克服组织缺损的第三条途径.虽然已有多种材料用于临床,但对极为复杂的人体组织、器官而言,传统的人工材料难以满足临床需求.为了解决人体组织、器官缺损的修复难题,不少临床医生与其他相关专业专家合作,不断探索新的治疗途径.美国麻省理工学院化学工程师Robert Langer与波士顿麻省大学医院Joseph P Vacanti医生在80年代中期提出的"组织工程学"概念,是用在一种可生物降解的支架材料上种植人体活细胞,在生长因子作用下,再生成为组织的新技术.经过10多年的研究,已完成了大量基础理论、组织构建、动物体内植入等研究过程,有的研究成果已用于临床,有的已进入临床前研究阶段.虽然未形成十分成熟的产品在临床上广泛应用,但已展现了临床应用的前景,将会对组织缺损的修复及再造产生十分深远的影响. 1 组织工程骨的临床应用骨骼损伤、缺损是骨科每天都要面临的临床问题.用于骨缺损修复的植骨术,在美国已成为仅次于输血的组织移植技术.组织工程骨的研究已取得显著进展,在基础研究取得初步成果的基础上,近年来,已有组织工程骨临床应用的报道,有可能成为骨缺损修复的主要方法.
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刍议组织工程在创伤骨科领域的研究进展
在临床治疗中,组织工程有广阔的应用前景,但沿为起步阶段,仅简单缺损采用组织工程技术修复方面取得了理想成就,但对组织工程在应用与发展方面对多项基本科学问题造成的制约尚未有效解决方案,如临床通过对种子细胞的应用,诱导和获取转化技术流程,进一步对组织工程骨建立等,初步开展实验的阶段,病例选取需谨慎操作,相关条件不具备的情况下,适应证不可盲目的扩大。骨组织工程研究方面,我国在国际上地位领先,处于较为理想的发展时机,并取得了显著的临床效果,对基础研究有推动作用,基础研究在一定程度上又为临床应用提供了保障,并增加可靠性和安全性,故在不久的将来,组织工程植入物将向更为多元的方向发展,就创伤修复材料行多种类提供。只有了解组织工程化组织相关形成、体内转归过程内在机制可系统阐明,对组织工程产业化和临床应用的实现才能有保障作用,需引起各级研究部门的重视。
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骨组织工程支架材料研究进展
组织工程学(tissue engineering,TE)是生物医学工程学的分支.它是应用细胞生物学和工程学的原理,研究开发能修复和改善损伤组织结构与功能的生物替代物的一门科学,是一个综合细胞生物学、材料科学、生物化学、化学工程、生物医学工程学和移植学等多学科的交叉领域;其研究内容主要集中于3个方面:(1)种子细胞;(2)细胞外基质替代物支架材料;(3)组织工程化组织对各种病损组织替代.
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活性皮肤替代物的研究与应用
1987年,美国国家科学基金会提出了组织工程的概念,目前组织工程已成为一个新兴的前沿学科,并取得了一些振奋人心的成果,皮肤组织工程在其中居领先地位,一些活性皮肤替代物已经应用于临床,成为组织工程化组织器官移植的成功范例.实际上在组织工程的概念提出之前,人们早已在研究具有细胞活性的皮肤替代物.20世纪60年代,随着细胞培养技术的突破,Kheinwold Green等首先培养出表皮细胞膜片.后经许多研究者的改良,研究出了适于移植的表皮细胞膜片,使体外培养活组织移植的梦想变成现实.在随后的几十年里,不断有新的活性皮肤替代物问世,直至近年来出现了商品化的、器官型的皮肤替代物Apligraft(商品名).天然的、人工合成的各种真皮基质很多,也有商品化的产品如Alloderm(商品名).然而由于缺乏活细胞成分,以及结构和成分上的不完整性,终不能成为理想的皮肤替代物.构建尽可能接近正常皮肤结构、功能和形态的活性皮肤替代物,仍是未来的研究方向.
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组织工程化组织移植治疗技术管理规范(试行)
为规范组织工程化组织移植治疗技术审核和临床应用,保证医疗质量和医疗安全,制定本规范.本规范为技术审核机构对医疗机构申请临床应用组织工程化组织移植治疗技术进行技术审核的依据,是医疗机构及其医师开展组织工程化组织移植治疗技术的低要求.
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工程化组织动物体内植入的生物力学测试
工程化组织逐渐成为修复病损组织具挑战性的新型替代材料.这种材料具有生命活性,植入体内后被降解吸收的同时,可再生组织,从而修复组织缺损,达到牢固的自体组织愈合并重建功能.在研究工程化组织植入体内愈合的过程中,检测植入的工程化组织的生物力学特性是考察其愈合和修复效果的重要方面.本文介绍了工程化组织植入动物体内生物力学检测的样本制备及保存、基本试验方法、近似试验方法和有关对实验结果的影响因素,为工程化组织的体内检测提供重要参考.
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本期继教园地思考题
(下面各题中哪一项答案是错误的 ) 1.组织工程研究主要包括以下几方面的内容: A.细胞外基质替代物的研究 B.种子细胞的培养和对材料的要求 C.组织工程化组织对病损组织替代物的研究 D.异体同种器官移植的研究 2.以组织工程为应用目的的生物材料应符合以下要求: A.表面能使细胞粘附并生长 B.植入体内后,高分子材料及降解产物不会引起炎症及毒副作用 C.材料能加工成三维结构 D.材料孔隙率不得低于 90% E.在完成组织再生后,高分子能立即被机体吸收 F.高分子支架的降解速率应控制在与不同组织细胞再生速度相匹配 H.不能被强酸强碱侵蚀 3.目前可用成骨细胞种植基质材料的生物可降解聚合物主要有: A.PLA B.TGA C.聚偶磷氮 D.聚原酸酶 E.PCL F.聚酯尿烷 G.聚酸酐亚共聚 H.PHD I.酯肪酸
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玻璃化保存工程化组织产品的实验与技术
目的:总结近年来玻璃化保存技术的新进展和多种工程化组织玻璃化保存的实验研究.探讨影响工程化组织低温保存的主要因素、评价指标等,以期指导玻璃化保存工程化组织的实验研究.资料来源:应用计算机检索Medline,EBSCO,ScienceDirect Onsite以及google scholar引擎中1980-02/2006-05关于细胞和组织低温保存的文献,检索词"tissue engineering,engineered tissue,cryopreservation,vitrification,ice-free cryopreservation,vitreous cryopreservation",检索词被分别组合进行检索,限定文献语言种类为English.同时计算机检索万方数据库1980-02/2006-05关于细胞和组织低温保存的文献,检索词"组织工程,工程化组织,冻存,玻璃化保存",限定文献语言种类为中文.资料选择:对资料进行初审,选出与研究关系密切的文献.纳入标准:研究对象为动物或人,包括基础与临床研究内容.重点选取与玻璃化保存技术基本原理相关以及具体的工程化构建物玻璃化保存相关的文献.排除标准:关于配子,胚胎和植物,食品等的玻璃化保存文章.资料提炼:共检索到122篇关于细胞和组织低温保存的文献,其中与本实验关系密切的文献17篇,间接相关的文献42篇,终纳入31篇符合标准的文献.资料综合:组织工程产业化要求长期而稳定的保存包含活细胞的工程化组织产品,以及产品中细胞与材料的黏附.相对于传统的低温冻存技术而言,玻璃化保存因在保存过程中无细胞内外冰晶形成,可以改善复温后的细胞活力,并能保护细胞和支架材料之间的黏附.本文从近年来玻璃化保存技术的新进展和多种工程化组织玻璃化保存的实验研究进行综述,分析了玻璃化保存液要求高浓度,对细胞有非特异毒性损伤,对悬浮单细胞的玻璃化保存能得到较高的细胞存活,而与支架材料结合的种子细胞存活除受到冻存试剂和流程的影响外还受到自身结构的影响.结论:玻璃化保存是较好的生物系统保存方法,可以为工程化组织产品提供可靠的保存,但急需发现新的低毒高效的玻璃化试剂以及优化保存流程.
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组织工程化组织的前景与挑战
组织移植是整形外科基本、常用的治疗手段.自体组织移植一直是移植组织的主要来源,但是,切取自体组织进行移植必然给患者造成新的创伤,增加供区的继发畸形.为了降低切取自体组织所造成的继发损伤,整形外科学界的学者们一直在努力寻找能够用来移植的自体组织的代用品.过去几十年中,异体和异种组织移植一直是整形外科学界学者们研究的重点课题,但是由于移植后免疫排斥反应问题一直没有得到解决,因此,难以在临床广泛应用.
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周围神经组织工程学修复的研究进展
组织工程学是一门应用生命科学和工程学的原理与方法,研究哺乳动物正常组织或病理组织结构和功能的相互关系,开发对损伤后器官或组织的形态和功能有修复、增进或改善作用的生物替代物的科学.其主要研究方法是将体外培养的功能相关的活细胞种植于细胞外基质替代物(ECM)上,培养一段时间后再移植于体内以替代病损组织的功能,研究内容包括:种子细胞的分离培养;生长因子等组织诱导因子的制备;细胞外基质替代物的研制;组织工程化组织对各种病损组织的替代研究.自1987年组织工程学的概念被提出以来,国内外有关人工软骨、人工骨、人工皮肤和人工肌健等方面的研究发展迅速,成绩显著,但组织工程化人工神经的研究才刚刚起步.
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中国组织工程学研究现状与未来
组织工程学(tissue engineering)从1987年正式提出到目前,在短短不到二十年中已取得了突飞猛进的发展,不仅在免疫缺陷的小动物体内构建出各种组织工程化组织,而且成功地修复了免疫功能完全的大型哺乳类动物各种组织缺损,更重要的是部分组织工程化组织已在初步的临床应用中取得了稳定而持久的疗效,在实践中从小动物到大动物到人体组织缺损修复均充分证实了组织工程技术的可行性.
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显微外科技术与组织工程化组织及器官的构建
由于创伤、感染、肿瘤等各种原因造成的组织或器官缺损十分常见,其修复与重建一直是临床面临的棘手问题.近年来得到迅速发展的组织工程学研究,突破了以往的治疗模式,为此问题的解决提供了新的思路与方法,已成为21世纪医学研究领域的国际性前沿课题.
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组织工程研究与开发中的冻存技术
综述了有关组织工程种子细胞、支架材料和工程化组织的冷冻保存问题.对冻存技术在组织工程研究和开发中的重要作用进行了阐述.指出低温保存可能是长时间保存有活性的组织工程产品的有效方法之一.组织工程种子细胞采用低温冷冻保存;组织工程支架材料用冷冻干燥保存;工程化组织的保存采用玻璃化冷冻保存方法.
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医学临床对组织工程学的要求
所谓组织工程,是运用工程学与生命科学的原理和方法,在体外构建有生物活性的组织,植入体内,修复组织缺损,重建功能;或作为一种体外装置,暂时替代器官功能,达到提高生存质量、延长生命活动的一门科学[1]。组织工程的研究主要包括以下三方面的内容:(1) 种子细胞的离体培养;(2)细胞外基质替代物(生物材料)的研究;(3)组织工程化组织(tissue engineering tissue)的构建。组织工程的终目的是在临床上的应用,而现在取得的进展绝大多数还是来自于实验室,同时,从事组织工程研究的人员中有相当一部分是基础医学或材料学领域的人员,这就不可避免地涉及到一个沟通和相互了解的问题。笔者拟从医学角度对该问题进行简要分析。
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组织工程血管化的研究进展
组织工程是21世纪生命科学的研究热点之一,其方法是将种子细胞种植到支架材料上组成有活性的复合体,终建立组织学及功能、特性近似于人体的组织和器官替代物.目前的组织工程皮肤在临床应用受限、移植成功率不高的一个重要原因是缺乏血管结构,移植早期不能及时建立血运[1].因此,要成功构建复杂的组织工程化组织和器官,血管化是必需的.目前关于血管化的研究主要以组织工程皮肤为对象.本文对组织工程组织血管化的研究方法和策略作一综述.
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组织工程骨血管化机理及策略的研究进展
1前言组织工程学是应用生命科学和工程学的原理和方法,研究、开发用于修复、增进或改善人体各种组织或器官损伤后功能和形态的生物替代品的一门新兴科学.于19世纪80年代兴起,由Langer和Vacanti首先提出[1],尽管起步较晚,却已成为生命科学中的一大热门研究.但近期的一项调查结果显示[2]组织工程在"缩水".有人通过对全球知名组织工程科研机构的非连续4年的相关数据做了比较:自2000年以后,每年减少20%的资金投入.在皮肤、软骨以及其他一些较成熟的组织工程上市产品使用量每年减少50%,至2002年投资减少了90%.2002年末,美国有20项组织工程产品申报临床实验,4项获准,无一获利.调查还显示干细胞的研究规模增长了42%.究其原因可能与全球经济下滑有直接关系,同时也给组织工程人一个警示:不能在研究结果不十分成熟的情况下盲目乐观.初组织工程的三要素为组织工程材料、细胞外基质和靶细胞.作者通过收集、研究近几年的相关文献,认为当今的组织工程人越来越注重"根基性"的研究:组织工程化组织、器官的血管化.