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去细胞支架材料构建组织工程心脏瓣膜研究进展
当前所有生物瓣,包括无支架生物瓣共同致命弱点是易钙化、衰坏.提高生物瓣的耐久性是当前研制生物瓣的根本方向.随着组织工程技术的发展,组织工程瓣成为提高生物瓣耐久性新尝试.组织工程心脏瓣膜是应用组织工程学制造出的一种具有细胞活性的新型生物瓣,其原理是利用可吸收的聚合物为支架,再种植细胞包裹瓣叶.因为理想的组织工程瓣膜具有以下特点:组织相容性好、无免疫原性、有活力、耐久性强,并有一定的增长能力和修复能力,所以有着广阔的临床应用前景.如何构建一种良好的组织工程瓣膜,是当前心血管研究领域的热点与前沿.近年来,组织工程瓣,特别是以去细胞基质为支架材料的组织工程瓣的研究取得了一定的进展.
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组织工程技术在终末期神经源性膀胱中的治疗研究进展
神经源性膀胱是指控制排尿功能的中枢神经系统或周围神经受损引起的膀胱尿道功能障碍.目前针对因膀胱低顺应性和(或)膀胱高压引起的膀胱输尿管反流、肾积水、上尿路功能损毁的终末期神经源性膀胱患者,缺乏有效微创的治疗手段.传统的肠道膀胱扩大术或自体膀胱扩大术虽然能降低膀胱顺应性、增加膀胱容量、保护上尿路功能,但是其消化不良、穿孔、大量肠液分泌、结石[1]、肿瘤恶变[2]等并发症严重影响患者的生活质量,甚至危及生命.组织工程膀胱再生的研究给这类患者带来了希望.以下从组织工程概念、生物材料特性和种类、种植细胞的来源、动物及临床初步研究成果、存在的问题和今后研究方向等方面综述.
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干细胞--心脏组织工程瓣种植细胞的新来源
心脏组织工程瓣(tissue-engineering heart valve,TEHV)的研究是组织工程和"再生医学(regeneration of medical science)"的一个分支领域.TEHV的先决条件是种植类似于天然瓣膜的内皮细胞(endothelial cells,ECs)和成纤维细胞,由于ECs具有强烈的同种异体免疫原性[1],因此种植细胞来源应是宿主的自体细胞.寻找一种经济、便捷、有效地获取种植细胞的方法,是TEHV体外构建应首先解决的核心问题.
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在心外科异种膜状移植物组织内种植人体活性细胞的方法
目前临床应用的心外科膜状移植物主要有心脏瓣膜和血管两种移植物.由于现有的各种心外科膜状移植物尚无法令人满意,因此国外正在研究一种先清除异种膜状移植物组织内原有的细胞、再在已清除组织内原有细胞的异种膜状移植物的组织内种植人体活性细胞的方法.将新鲜异种膜状移植物先经高、低渗溶液处理,然后用酶溶液处理,以清除异种膜状移植物组织内原有细胞.人体细胞经培养分离后,将成纤维细胞和平滑肌细胞植入已清除组织内原有细胞的异种膜状移植物组织内,再植入内皮细胞.种植人体活性细胞的异种膜状移植物不会促使受体产生有害的免疫反应,并具有再生能力.
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成纤维细胞在PHB可降解材料上的粘附与生长研究
聚羟基丁酸酯(PHB)多孔材料可作为组织工程用的支架,然而细胞在此材料表面不易粘附生长,这与粘附蛋白在聚合物材料表面的吸附有关.基于材料表面的粘附与细胞生长、增殖、分化和组织发育密切相关,粘附强度可影响工程组织的终结构与功能,本文通过对PHB材料进行多聚赖氨酸衣被,有效地实现了在PHB可降解支架上种植细胞来构建工程组织.
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动脉脱细胞三维胶原支架主要组织相容复合体I(MHC I)抗原的免疫组化观察
采用异种动物血管制作组织工程血管的支架,再种植宿主自体平滑肌细胞和内皮细胞,是目前较理想的构建组织工程血管的模型.然而,胶原纤维、弹力纤维、细胞外基质和脱细胞后残留的细胞碎片都具有抗原性,尤其是细胞膜上的MHC是一种强烈的移植抗原,如何处理生物支架的抗原性是构建全生物化组织工程血管的一个关键问题之一.同时,在支架种植细胞前检测其抗原性的强弱也是必须的基础技术之一.本文选择血管壁组织细胞高表达的MHC I作为检测指标,观察血管支架处理前后MHC I的变化情况.
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鼠胚脊髓运动神经元原代培养方法的改进
神经细胞原代培养是研究神经细胞形态及功能的重要手段之一.传统方法是将神经细胞与神经胶质细胞混合培养,无法满足在单一神经细胞培养基础上进行实验研究的需要.本实验在传统培养方法的基础上加以改良,对原混合培养方法在胎龄、取材、温度、消化、换液、抑制剂、机械操作等方面进行了控制和改进.本培养方法具体改进如下: 1.运动神经细胞取自E14大鼠胚胎的脊髓.因为胚胎运动神经元形态分化和化学分化程度较低,体外存活能力强,E14胎鼠脊髓易剥离.而传统方法是取E12~E16.E1 2胎鼠组织太嫩,不易分离;E16胎鼠脊柱已部分骨化,血液太多,挑离脊髓时易形成撕裂损伤.2.取材时将脊髓沿冠状面切开,取脊髓腹侧半,改变传统的整个脊髓培养,以达到培养单一运动神经元的目的.3.整个取材过程在冰袋上进行,更好的保持细胞活力.4. 严格控制胰酶的浓度和消化时间.胰酶浓度是0.125%,37℃二氧化碳孵育箱内消化 0.5hr较好,采用4℃含血清的DMEM液适时终止反应.为避免组织丢失,改吸弃胰酶为吸组织于另一试管中,且迅速终止消化反应.5.减少传统方法中的吹打次数,用弯头吸管代替直头吸管吹打;取消离心或细胞筛过目等步骤,降低细胞损害程度.6.细胞种植后改传统换全液为换半液,改传统培养2d换液为定时观察,按需换液.这样不仅保证了细胞在已适应了的环境中生长,并且减少了污染的机率.7.本方法不使用抑制剂,减少药物对运动神经元的损伤,使神经细胞在更接近于体内自然环境中生长.种植细胞1~2hr即可观察到细胞贴壁,胞体呈圆形,饱满、透亮,有短的突起出现.因此,本方法的优点是: 不仅能够大大缩短从取材到种植的时间,提高运动神经元的活性,而且成功的获得了相对单一的运动神经元培养物(纯度达90%以上),为进一步开展神经生物学研究提供了相对稳定的体外模型.
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种植人体活性细胞的生物心脏瓣膜
目前,种植人体活性细胞的生物心脏瓣膜主要有组织工程心脏瓣膜和种植人体活性细胞的猪主动脉瓣两种。组织工程心脏瓣膜是在人体可吸收的聚二醇酸纤维支架上种植人体同种活性细胞,先种植成纤维细胞,再种植单层内皮细胞包裹瓣叶。种植人体活性细胞的猪主动脉瓣是在清除原有细胞的组织内重建人体同种活性细胞。清除新鲜猪主动脉瓣组织内原有细胞的方法是将瓣膜先经高、低渗溶液处理,然后用酶溶液处理。细胞经培养分离后,将成纤维细胞植入经处理的瓣膜组织,再植入内皮细胞。种植人体活性细胞的生物心脏瓣膜不会促使受者产生有害的免疫反应,并具有再生能力。