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间充质干细胞在组织工程气管中的研究进展
组织工程学通过细胞或组织重建,修复缺损组织并保留其生物功能,成为气管替代治疗的新途径.种子细胞、生长因子及气管支架材料是组织工程气管的三大要素,学者们一直在寻求理想的种子细胞.间充质干细胞(MSCs)是一种具有高度自我更新能力和多向分化潜能的干细胞,广泛分布于骨髓、脐带、脂肪组织、心肌组织、大脑、肌肉和皮肤等,可向骨、软骨、脂肪、神经等多种细胞定向分化.MSCs具有增殖能力强、分化范围广、免疫调节等功能特点,能够修复损伤的组织,有望成为应用于组织工程气管的理想种子细胞.旨在对MSCs在组织工程气管中的应用作一综述.
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静电纺丝技术构建组织工程气管支架的研究进展
支架的选择是组织工程气管替代研究的核心内容之一.阐述了电纺技术的概况及新发展,分析比较天然、合成和复合材料的电纺支架的优缺点,其在气管支架的选材及制作处理方法上的独特优势.对于具体实验或临床对象,应选择合适的聚合物,改进表面修饰技术及调控电纺纤维的结构尺寸和配置,以符合组织特异性和多样性,更好地构建组织工程气管支架.
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3D打印气管补片细胞相容性和生物力学性能研究
目的 研究3D打印气管补片的生物力学性能及其与骨髓间充质干细胞(BMSCs)的生物相容性.方法 从幼年新西兰大白兔胫骨平台抽取骨髓,通过全骨髓培养及贴壁纯化法获取BMSCs进行培养和传代.对3D打印气管补片进行生物力学测试;同时将其与BMSCs共培养后进行细胞形态观察,并用磺酰罗丹明B(SRB)比色法测定细胞增殖活性.结果 3D打印气管补片具有良好的生物力学性能;其与BMSCs共培养后细胞形态正常,贴壁生长良好,且SRB比色法显示细胞增殖良好.结论 3D打印气管补片具备良好的生物力学性能和生物相容性,是一种具有开发潜力的生物材料,可用于组织工程气管的体外构建.
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三维支架材料与脂肪干细胞的生物相容性
背景:构建组织工程化气管需要适合的三维支架.目的:观察脂肪干细胞与聚乳酸-乙醇酸共聚物及聚三亚甲基碳酸酯共聚物支架的生物相容性.方法:采用组织块法原代分离培养SD大鼠脂肪干细胞,行流式细胞术及多向分化能力鉴定.将脂肪干细胞分别种植于聚乳酸-乙醇酸共聚物和聚乳酸-乙醇酸-三亚甲基碳酸酯共聚物支架中,扫描电镜观察细胞与支架的生物相容性.结果与结论:脂肪干细胞种植于两种支架材料后生长速度快,扫描电镜观察可见脂肪干细胞呈球型,并伸展形成伪足,贴附于支架材料,细胞间相互连接成团.说明聚乳酸-乙醇酸共聚物与聚三亚甲基碳酸酯共聚物支架均具有良好的生物相容性,无细胞毒性,其多孔的三维立体状结构适合脂肪干细胞黏附生长.
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功能性组织工程气管的研究进展及临床应用现状
严重气管狭窄、 原发气管恶性肿瘤或邻近器官恶性肿瘤的侵犯均需行气管切除重建. 当成人气管切除长度超过1/2(婴幼儿气管的1/3)时,端端气管吻合因极大的张力而导致吻合口撕裂等致命并发症[1]. 虽然同种异体气管或异种气管可以作为替代物,但伴随移植气管来源困难、终生免疫抑制治疗等缺点,临床上难以推广. 目前,组织工程已成为解决这一问题的潜在方法. 新的气管构架需要能够被覆纤毛柱状上皮横向刚性但纵向柔韧的管状支撑,同时达到能够自我修复、再血管化以及无免疫排斥等要求. 相关研究目前已有较多报道, 但这些组织工程气管距离临床实际要求仍有一些差距[2,3]. 以下,我们针对构建组织工程气管几个关键因素进行分析.
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兔气管黏膜上皮细胞片的制备
目的 探讨兔气管黏膜上皮细胞片的体外制备方法.方法 使用组织块法体外分离培养兔气管黏膜上皮细胞,进行鉴定后,将其种植于UpCell培养皿,待细胞长满皿底后,将环境温度降至20℃,利用培养皿温敏特性制备出上皮细胞片.结果 利用组织块法分离培养的兔气管黏膜上皮细胞,角蛋白CK-18表达阳性,经过UpCell培养皿的培养,当降低温度至20℃时,可分离出完整的上皮细胞片,经鉴定细胞片内的细胞连接紧密,并相互叠加.结论 利用UpCell培养皿的温敏反应性可成功的制备出完整上皮细胞片,上皮细胞片为组织工程气管的构建提供了新的策略.
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组织工程气管软骨种子细胞的研究进展
理想气管替代物的缺乏制约了较大范围气管病损的外科治疗,阻碍了气管外科的发展.组织工程技术的兴起与发展,为气管病损的修复提供了新的途径,成为了除自体组织、同种异体组织、人造气管移植外为理想的治疗方法.气管软骨作为气管的支撑性结构,其构建是组织工程气管研究的基础.因此,作为构建组织工程气管软骨的软骨种子细胞对于成功构建组织工程气管极其重要.本文通过组织工程气管构建因素、软骨种子细胞的分类、各类软骨种子细胞在组织工程气管研究中的应用及其优劣势等方面对组织工程气管软骨种子细胞的研究进行综述.
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新生兔气管软骨细胞的生物学特性
目的：探讨体外分离培养的新生兔气管软骨细胞的生物学特性。方法：通过酶消化法体外分离培养新生兔气管软骨细胞；倒置显微镜观察软骨细胞形态及生长状况；电镜观察软骨细胞超微结构；运用real-time PCR、免疫细胞化学染色和甲苯胺蓝染色检测气管软骨细胞分泌的细胞外基质成分。结果：体外分离、培养的兔气管软骨细胞呈短小三角形或不规则形贴壁生长。超微结构显示细胞较多突起，孔隙较多，胞质丰富，细胞器发达，细胞内可见大量蛋白分泌物。软骨细胞表达I、II型胶原、蛋白聚糖等，以II型胶原和蛋白聚糖表达为主。免疫细胞化学染色II型胶原和SOX9阳性，I型胶原弱阳性。甲苯胺蓝染色阳性。结论：适宜的酶消化单层培养法获得的新生兔气管软骨细胞具有分泌软骨细胞外基质成分的特性，可初步为体外构建组织工程气管治疗新生兔气管狭窄的实验研究提供种子细胞。
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脱细胞气管基质材料的免疫原性及生物相容性研究
目的 探讨经高氯酸钠(NaClO4)处理后的脱细胞气管基质材料的免疫原性及其生物相容性.方法 取2月龄新西兰兔胫骨骨髓,采用全骨髓贴壁筛选法分离培养BMSCs.取10只6月龄成年新西兰兔气管,修剪至每段1.5 cm,随机分为对照组(A1组,n=5),仅剥离气管外表面疏松结缔组织;实验组(B1组,n=5)采用改良NaClO4浸泡法脱细胞处理.MTT法检测两组支架浸提液的细胞毒性;免疫组织化学染色观察支架主要组织相容性复合物(major histocompatibility complex,MHC)类抗原表达.取生长状态良好的第4代BMSCs接种至两组支架,制备细胞-支架复合物,培养48 h时行Giemsa染色,倒置显微镜观察材料周围的细胞活性;7、14d扫描电镜观察支架上的细胞状态.取10只6月龄成年新西兰兔,随机分成对照组(A2组,n=5)和实验组(B2组,n=5),分别于颈背部皮下皮囊埋植已制备的新鲜气管和脱细胞气管.术后行大体观察,并于术后5、10、15、20、25、30 d分析血清免疫球蛋白IgM和IgG含量的动态变化,术后30 d行HE染色观察.结果 MTT检测示,B1组浸提液的细胞增殖情况与A1组或纯培养基阴性对照组比较,差异无统计学意义(P＞0.05);免疫组织化学染色观察示,B1组支架经脱细胞处理后可显著降低基质材料的抗原性.细胞-支架复合物培养48 h Giemsa染色示,两组材料周围的细胞贴壁生长良好.培养7、14d扫描电镜观察示,细胞在A1组气管材料外壁上贴附良好,呈扁平的圆形、椭圆形,细胞排列紧密,成簇分布;细胞在B1组气管材料外壁上呈单片状生长,形态与A1组相似,生长趋势较好.同种异体动物体内实验显示,B2组材料的排斥反应显著低于A2组;术后各时间点A2组的IgM和IgG含量均显著高于B2组(P＜0.05);HE染色示,B2组未见炎性细胞深层渗透或破坏气管结构,未见钙化、排斥等不良反应.结论 经NaClO4化学脱细胞处理后,兔气管支架材料具有良好的生物相容性,同时其免疫原性降低,适合作为构建组织工程气管的支架材料.
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先天性气管狭窄的诊治进展
先天性气管狭窄(CTS)是一种罕见的,会威胁到患儿生命的先天性阻塞性气道病变.因其常常合并心血管畸形且临床表现具有多样性,对临床医生的诊疗造成了巨大的挑战.至今已有多种经典临床手段和新兴技术被用于评估、诊断及治疗先天性气管狭窄,如:计算机流体力学、组织工程气管及3D打印技术.本文将对目前CTS分型、诊断和治疗进展做一个回顾,旨在为该病的诊疗提供理论基础.
