简介:摘要 随着创伤、关节置换等导致患者骨缺损的数量的日益增加,以及患者对于骨缺损要求的不断提升,对于骨缺损治疗的手段的研究日益加深。而随着合金以及涂层技术的发展,在对于骨缺损移植填充物,特别是金属填充物的研究成为骨缺损治疗研究的热点。本文通过近些年的文献,对各种不同种类的骨组织工程支架的研究作一综述。
简介:摘要由于良好的机械性能和生物相容性,组织工程支架已经成为修复和再生关节软骨缺损的重要方法。随着组织工程技术的不断发展,过去十年已经开发和测试了许多支架的制备和形成方法,但是理想再生支架的制备一直存在争议。关节软骨作为人体关节内的承重组织,其基质结构和细胞组成呈带状,并且从软骨表层至软骨下骨存在着几个平滑的自然梯度,包括细胞表型和数量、特异性的生长因子、基质的组成、纤维的排列、力学性能、营养和氧气的消耗量等均有较为明显的不同。因此,在再生支架的设计中有必要通过重现这些梯度来原位再生关节软骨。最近的文献报道已经有许多新型的梯度仿生支架用于模拟天然关节软骨的自然梯度,这些支架在结构上呈现出不同的机械、物理、化学或者生物梯度,并且取得了不错的修复效果。通过检索关于梯度支架治疗关节软骨缺损的相关文献,首先对天然关节软骨组织的结构、生物化学、生物力学、营养代谢等梯度特性进行研究和总结,然后对目前关节软骨梯度支架的最新设计和构建进行了归类,其次从材料构成(如水凝胶、纳米材料等)以及制备工艺(如静电纺丝、3D打印等)进一步加深对梯度支架的认识,最后讨论了梯度仿生支架在软骨原位组织工程技术中的前景和挑战,为梯度支架成功用于临床转化提供理论基础。
简介:摘要长段气管病变主要由狭窄、感染、外伤、恶性肿瘤等因素引起,切除病变组织或狭窄部分并行端端吻合是其治疗的金标准,但该治疗方案被证明仍存在较大的限制条件。近年来组织工程技术作为一种效果可期的医学替代治疗方法,支架材料的选择是其核心组成部分之一。随着国内外研究者的不断探索,生物材料被不断开发并应用于组织工程气管的相关研究。组织工程可降解支架材料按其来源可分为天然高分子物质材料支架以及人工合成聚合物材料支架。可根据需要对支架材料进行改性或复合以提高支架的生物性能。此外,随着生物打印技术的不断发展,不同生物材料可被更好地组合运用。生物可降解支架以其高分子性能已成为组织工程气管领域研究的新方向,具有较好的应用前景。
简介:摘要目的通过组织学分析、免疫荧光染色、电生理检测和感觉运动功能评价等实验方法,探讨3D打印水凝胶支架联合骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)促进脊髓损伤功能恢复的有效性。方法将10%的GelMA水凝胶和106 U的BMSCs悬液配置成的生物墨水,通过3D打印平台组建仿生脊髓支架,置入培养基中并在37 ℃的CO2培养箱环境培养。通过扫描电镜观察支架的微观结构,大体观察BMSC在支架中的分布;利用CAM/PI染色和共聚焦显微镜观察干细胞在支架中的存活,测定支架的生物相容性;将支架植入大鼠背部皮下组织,利用HE染色测定皮下组织以检测支架的免疫原性;制备大鼠脊髓损伤半切模型,移植支架进行治疗,利用共聚焦显微镜评估脊髓损伤局部的神经元和轴突的再生情况;采用BBB评分进行运动功能评价;机械疼痛评分进行感觉功能评价;表面电极检测法评价电生理恢复效果。结果支架内部呈现网状疏松结构,长梭形的间充质干细胞在支架内外均匀分布;支架生物相容性良好,制备的支架在打印24 h后细胞存活率达到96%;皮下移植支架28 d后,免疫排斥反应轻微,免疫原性低;脊髓移植支架28 d后,通过HE染色观察到,与损伤组相比,治疗组的再生脊髓组织明显增多,其中广泛分布着细胞,通过免疫组化染色证实再生细胞部分为神经元;免疫荧光染色共聚焦显微镜观察到,与损伤组对比,支架治疗组损伤部位的再生神经元和轴突明显增多。BBB评分中,支架治疗组第一周10分,损伤组仅1分左右,差异有统计学意义(P<0.05);支架治疗组第4周为17分,损伤组仅恢复至4分左右,差异有统计学意义(P<0.05);治疗组的斜板支撑角度恢复至40°,而损伤组仅恢复至22°;治疗组的疼痛阈值降至18.5分,与损伤组无统计学差异;治疗组电生理的潜伏期恢复效果同假手术组,优于损伤组。结论3D打印水凝胶支架具有疏松网状结构适宜细胞存活增殖、生物性良好、细胞毒性低、免疫原性低等优良特性,促进损伤局部的神经元再生并伸出轴突,从而有效促进脊髓损伤后的运功功能、感觉功能和神经电信号传导速率的恢复。
简介:摘要目的探讨胶原-透明质酸-硫酸软骨素复合构建软骨组织工程三维纳米支架的可行性。方法2012年12月至2014年6月,在川北医学院组织工程与干细胞研究所将胶原-透明质酸-硫酸软骨素溶于三氟乙醇和水混合溶剂中制成静电纺丝溶液,制备组织工程软骨纳米支架材料。扫描电镜观察其表面形貌,测定其纳米纤维直径、吸水率、表面接触角和降解率及生物学特性。兔软骨细胞种植于支架上,用细胞计数试剂盒评估细胞存活情况。结果在静电纺丝浓度范围80~120 mg/ml,胶原-透明质酸-硫酸软骨素比例6.0∶0.5∶1.0条件下,可成功制备出组织工程软骨纳米支架,当电纺液浓度为10%时,纳米纤维直径相对均匀,无串珠形成,支架纤维直径(289.5±162.9)~(414.7±71.5) nm。经过理化检测显示:支架具有良好的亲水性,接触角最高达(34±15)°,30 d时降解比较稳定,降解率最高达68%,软骨细胞在支架上24 h存活率最高达70%。结论以胶原-透明质酸-硫酸软骨素制备的组织工程软骨纳米支架材料有良好的物理和生物学性能,在组织工程软骨构建中有一定应用前景。
简介:摘要P物质是一种存在于中枢和外周神经系统的十一肽。近年来,其通过内源性招募基质样干细胞到特定部位以促进组织修复或创面愈合的功能逐渐受到重视。但由于P物质在生物体内的半衰期极短(<5 min),如何能保持P物质在所需部位持续的释放及作用便需要组织工程学的帮助。支架材料由于其良好的生物相容性和力学特性成为了搭载P物质的良好媒介之一,解决了P物质在机体内快速被代谢的问题。本文主要通过介绍对P物质的相关生物学功能及其联合组织工程学在临床医学各亚专科的相关应用的研究,分析相关研究的思路与存在的问题,同时也为合理地将P物质及组织工程学材料应用于临床医学研究提供新的思路和方向。
简介:摘要口腔软组织工程涉及口腔颌面功能和美学的修复重建。三维生物打印作为21世纪初的新兴技术,包裹细胞的生物墨水可通过模拟发育过程中组织的自组装促进再生,在组织工程中的应用前景巨大。口腔软组织既包括口腔特有的牙髓、牙周膜、牙龈、口腔黏膜和唾液腺,也包括颌面部涉及的皮肤、血管、肌肉和神经等组织。目前,三维生物打印在口腔特有软组织修复中主要应用于牙髓再生领域,利用不同的生物墨水荷载牙髓细胞在牙本质基质中修复牙髓组织;三维生物打印在牙周膜重建和类唾液腺培养方面仅有少量体外研究;且尚未检索到三维生物打印在牙龈和口腔黏膜再生方面的应用。这应与牙周膜复杂精细有序结构、口腔的湿润环境、有限的操作空间以及持续的咀嚼压力相关。对于皮肤、血管、肌肉和神经的三维生物打印,虽研究较多,但大多无口腔针对性。本文简要介绍目前以细胞相容水凝胶为生物墨水的三维生物打印在口腔软组织再生中的应用现状及前景展望。
简介:摘要通过3D生物打印的组织工程技术进行气管重建在当前已经成为对于长段气管损伤后进行修复的一种理想化的方法,而如何选取打印材料制造出合适的组织工程气管是保障气管移植物能在人体完美存活的关键。生物墨水是一种生物制造技术制造的,含有生物活性成分的细胞配方,其对3D打印组织工程气管的成败起着决定性的作用。寻找一种拥有良好生物相容性,能够打印出具有较高机械强度生物结构的生物墨水显得尤为重要。本文旨在对不同材料制成的生物墨水的优缺点、当前的应用现状以及3D打印组织工程气管的临床实际运用进行综述,以促使早日能够实现组织工程气管的临床转化,系统化的投入实际的临床应用。
简介:摘要理想的支架材料可对组织器官病损进行形态、结构和功能进行重建,因此在组织工程领域受到广泛关注。天然生物材料理论和技术的迅速发展,使其逐渐成为再生医学领域的研究热点。天然生物材料具有高仿生性和良好的生物相容性,且来源广泛,非常适合用作组织工程的支架材料。按成分和原料来源大致分为蛋白质类生物材料(胶原、明胶、丝素和纤维蛋白)、糖类生物材料(纤维素、几丁质/壳聚糖、海藻酸盐和琼脂糖)、糖胺聚糖类(透明质酸、硫酸软骨素)和脱细胞基质移植物(羊膜、小肠黏膜下层、肌腱)。不同的支架材料具有独特的天然结构和理化性质。蛋白质类生物材料多通过聚合形成网状结构影响细胞迁移分化,且有一定的机械性能,可单独制成支架或配合其他合成材料使用;糖类生物材料因高比表面积可负载大量液体,但其机械性能较差,因此常被以凝胶形式控释细胞和生长因子配合其他材料应用在肌腱组织工程中;糖胺聚糖类生物材料具有抗炎、黏弹润滑以及高水合特性,多配合合成材料增加其生物相容性和亲水性。相比天然高分子材料,脱细胞基质不但具有更相仿的细胞外结构和营养成分,而且具有一定的机械性能,可对组织器官病损进行更好的形态、结构和功能重建,因此在组织工程中越来越被受到重视。不同材料的巧妙组合,使肌腱修复展现出更好的效果,也使天然生物材料具有更广阔的临床前景和应用价值。
简介:摘要目的构建氯化镁(MgCl2)微米缓释抗钙化的组织工程小口径血管。方法联合应用Triton X-100+脱氧胆酸钠盐、DNA/RNA核酶对绵羊颈动脉行脱细胞处理,制成组织工程小口径血管支架,HE染色,电镜下观察脱细胞情况和血管支架性能。采用复乳法超声破碎高速搅拌挥发法,制备载有MgCl2的微米抗钙化缓释微球颗粒。检测缓释微球的粒径、包封率、载药量(率)及测出缓释曲线。应用碳二亚胺盐酸盐/琥珀酸亚胺(EDC/NHS)交联人工小口径血管,采用冷冻干燥技术将载有MgCl2的微米缓释微球与血管支架结合,电镜下观察结合情况。检测标本血管厚度、拉力强度和压力承受值。结果羊颈动脉经脱细胞处理后能去除各类细胞,并保持支架原有性能。载有MgCl2的微米抗钙化缓释微球粒径(1.31±0.02)μm,相对均匀,微球颗粒包封率82.79%,载药量(率)2.98%,25天内存在缓慢释放,释放率达81.08%。载有MgCl2的缓释微球颗粒与小口径组织工程血管能有效紧密结合。结论以聚乳酸-羟基乙酸共聚物为载体制成的载有MgCl2的缓释微球颗粒可缓释镁离子,这为构建抗钙化组织工程小口径血管奠定了基础。