组织工程骨的快速血管化

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放射性核素骨显像动态检测组织工程化骨血管化的价值

放射性核素骨显像动态检测组织工程化骨血管化的价值（作者:___________单位: ___________邮编: ___________）【摘要】［目的］放射性核素骨显像动态检测评价组织工程化骨血管化与骨代谢的价值。

［方法］取大白兔24只，抽取骨髓，行骨髓间充质干细胞分离、培养与骨向诱导。

双侧股骨髁制作0.6 cm ×1.2 cm的骨缺损，将诱导后的骨髓间充质干细胞与珊瑚羟基磷灰石复合植入左侧骨缺损处为实验组，右侧单纯植入珊瑚羟基磷灰石为对照组。

术后4、8、12周分别行静态放射性核素骨显像检测，用ROI 计数计算不同时间点的ROI平均计数。

［结果］结果术后4、8、12周实验组ROI计数(单位像素)均较对照组有显著性增高。

实验组ROI 计数随时间的延长，呈明显的上升趋势，术后8周开始增长放缓；对照组ROI计数术后8周增长缓慢，8周后开始增长加快，两组均在12周达到峰值。

［结论］骨髓间充质干细胞诱导后与珊瑚羟基磷灰石复合可有效的修复股骨髁松质骨缺损。

放射性核素骨显像可动态检测组织工程化骨血管化及骨代谢变化。

【关键词】放射性核素骨显像; 血管化; 骨髓间充质干细胞; 骨缺损; 珊瑚羟基磷灰石Abstract：［Objective］To dynamically monitor revascularization and metabolism of tissue engineered bone graft in repairing bone defects by radionuclide bone imaging.［Method］Twenty four healthy New Zealand rabbits were studied. Mesenchymal stem cells(MSCs) were separated and cultured from bone marrow.Cancellous bone defects(0.6 cm×1.2 cm) were created on bilateral femoral condyles in rabbits. The compound of coral hydroxyapatite ceramic(CHA) and defects were treated with the induced osteoblasts inplanted into the left defects (experimental group). While CHA alone was used for the right (control group). The counts of regions of interest( ROI) was evaluated by radionuclide bone imaging at 4,8 and 12 weeks postoperatively.［Result］ROI in the experimental group was significantly higher than that of control group at 4,8 and 12 weeks postoperatively. ROI in either group had a tendency to increase with time. Eight weeks postoperatively, ROI in experimental group tended to increase at a lower speed, while ROI in control group had a tendency to increase at a higher speed. ROI in either group reached a peak at 12 weeks postoperatively.［Conclusion］The tissue engineered bone graft is an effective method for repairing cancellous bone defects. Radionuclide bone imaging can dynamically monitor the changes of revascularizationand metabolism of tissue engineered bone graft.Key words：mesenchymal stem cells; revascularization; mesenchymal stem cell; bone defect; tissue engineered bone 随着组织工程学的迅速发展，应用种子细胞复合生物材料修复骨缺损已有较多的报告。

骨髓间充质干细胞向内皮细胞诱导进展

骨髓间充质干细胞向血管内皮细胞诱导分化研究进展张洪鑫1,杨　柳2△,段小军2(11解放军第89中心医院关节外科,山东潍坊261041;21第三军医大学西南医院关节外科中心,重庆400038) 【关键词】　骨髓间充质干细胞;组织工程骨;血管内皮细胞;血管化;诱导分化【中图分类号】　Q7 【文献标识码】　B 【文章编号】　100420501(2008)0820953203 骨科临床上经常会遇到因骨折、骨病导致的大段的骨缺损,目前常采用异体或自全骨移植的方法,但存在免疫排斥反应,传染疾病,增加手术次数和自体骨量不足的缺点。

组织工程学技术为解决这一难题提供了新的方法,并且Quarto和杨志明已将该技术使用到临床,获得初步的成功[1,2]。

骨缺损的良好修复依赖充分的血供,新生的血管既是氧气、营养物质及代谢产物的通道,亦是参与骨修复调控的细胞、信号分子通过的重要路径,因此血管化是骨愈合过程中的最基本的环节之一。

体外构建的组织工程化骨植入体内后同样必须建立起充分的血供为种子细胞的功能活动提供充足的营养,只有这样才能保证组织工程骨的活性促进骨缺损的修复,这在完成较大的骨缺损的修复时显得尤为重要(种子细胞距离毛细血管数百微米以上可发生坏死)。

因此促进移植物在体内的快速血管生成,已成为骨组织工程中的研究重点。

用血管内皮细胞和成骨细胞一同与支架材料复合,是促进骨组织工程血管化重要方法,但存在自体的血管内皮细胞不易获取,体外扩增能力有限及易去分化的不足[3]。

因此如何获得大量、生物学功能良好血管内皮细胞是目前解决骨组织工程血管化一个重要难题和研究热点。

骨髓来源的间充质干细胞(MSCs)具有多种分化潜能,而且在VEG F、ECG S、bFG F、IG F21等生长因子的诱导下可以向血管内皮祖细胞、血管内皮细胞表型分化[4]。

这有望解决血管内皮来源上的不足。

1　骨髓间充质干细胞可以在体外诱导分化为血管内皮细胞111　MSCs简介:MSCs起源于胚胎发育中胚层,存在骨髓基质中,形态呈纤维状,可聚集成均匀集落,体外培养呈漩涡状排列,既往认为MSCs主要功能是对骨髓造血系统细胞起支持和连接作用,参与构成造血干细胞生存及分化环境。

“成血管化”对组织工程骨成骨的影响

教授北京１００８５３
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３４・
ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＧＥＲＩＡＴＲＩＣＤＥＮＴＩＳＴＲＹＪＡＮＵＡＲＹ２０１３ＶＯＬ．１１ＮＯ．１
关键。本文通过对血管生成过程，成血管细胞、因子、主要的成血管化方法，以及成血管化对成骨的作用介绍，
阐述了成血管化是组织工程骨成骨的重要前提。
关键词：组织工程骨；成皿管化；成骨［中国图书分类号】Ｒ７８２［文献标识码】Ａ［文章编号］１６７２ — ２９７３（２０１３）０１ — ００３４ — ０５
１．１血管新生启动阶段
１．２进展阶段
在缺氧时或某些细胞
因子作用下，以血管通透性增加为特征。
蛋白水解酶降解细胞外基质，
骨修复小的骨缺损时，其早期的成骨程度及后期的
骨愈合效果均非常良好。但是，应用大块的组织工
冯琳解放军总医院口腔医学研究所博士后
１００８５３
整的血管壁结构，待创伤愈合后，部分新生血管将
蜕化【６】。
２．构建组织工程骨血管化的有关细胞２．１血管内皮祖细胞ＥＣ（ＥｎｄｏｔｈｅｌｉａｌＣｅｕ血管内皮细胞）是血管壁内层的基本结构，是保证血管正常结构、维持通透性的必要成分，内皮损伤会

骨组织工程

骨组织工程骨组织工程本质上说，就是用一个有利于细胞黏附和保持其功能的支架，在特定的骨诱导因子作用下，与富含骨始祖细胞共同作用。

但是，到今天，能够血管化，具有一定力学强度的能促进骨传导和骨诱导的构造物也仅仅只是理论上的证明。

对细胞功能，细胞外基质形成的了解对我们制备有利于细胞吸附，保持细胞功能的支架是非常重要的。

随着人口老年化问题的突出，一些由疾病或者外伤引起的组织缺损极大的降低了人民的生活质量，在临床上，人工关节的置换在治疗风湿性关节炎，骨关节炎以及骨质疏松症方面取得不错的效果，也极大的提高病人的生活质量，但是由于侵蚀作用，力学性质的改变等也会导致非常严重的后果。

临床上也期望能发展一种能促进骨组织在生的新的治疗方法，即通过骨组织工程来制备一种“活的”，能与周围正常组织相互作用的修补物。

一般用来产生新组织的方法，是通过合适的三维支架在生物反应器内，让从活体组织中取得细胞进行增殖。

一般生物反应器可以通过一个半透膜来进行气体交换，通过旋转来获得微重力环境以及构建组织生长微环境。

另外的一种方法就是将没有接种上细胞的支架放到体内，让周围的细胞向其扩散生长或者在植入几天后将细胞注射到支架上，即将人体作为一种天然的生物反应器。

一般来说，对于骨组织工程来说，一般可以分为六个阶段，1，制造可吸收的支架。

2，在静态的环境下，将成骨细胞或者软骨细胞接种到支架上面。

3，在动态的环境中培养改组织。

4，将成熟的组织在接近生理条件下进行培养，生物反应器。

5，进行手术移植。

6，对移植后的组织工程支架进行观察，是否被肌体同化或者需要重新建立。

临床需求骨折的治疗一直是社会经济学关心的问题，在英国每年在这个方面的发费达9亿英镑，并且随着老年化问题的不断突出，费用在逐步增加。

每年在英国有150，000例由于骨质疏松导致的骨折。

特别是股骨头骨折具有更高的致残率和死亡率，一般来说不到一半的病人在手术后能回家生活。

30%到50%的臀部骨折患者需要再次进行手术效正，同时有很大部分的别人需要进行骨修补。

骨组织工程研究的新进展:修复骨缺损的完美技术

骨组织工程研究的新进展：修复骨缺损的完美技术李凯【摘要】骨组织工程自20世纪80年代诞生以来,取得了飞速的发展,为临床上骨缺损的治疗带来新的希望.纵观骨组织工程研究的二十多年里,其构成的三大要素:种子细胞方面、支架材料方面和组织构建方面都取得了一定的进展.但是距离组织工程骨在临床中正式使用尚有一定距离,有待进一步的研究.本文就目前骨组织工程研究的现状及最新进展作一综述.%Bone tissue engineering has developed rapidly since the 1980s and brought new hope for the treatment of bone defects. Throughout twenty years, the three major elements of bone tissue engineering: seed cells, scaffolds and organizations to build have made great progress. However, there is still certain distance for tissue engineered bone to be used officially in clinic. In this paper, the current status of bone tissue engineering research and the latest developments are reviewed.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2012(009)018【总页数】3页(P15-17)【关键词】骨组织工程;骨缺损;研究进展【作者】李凯【作者单位】哈尔滨医科大学附属第三医院骨科,黑龙江哈尔滨150081【正文语种】中文【中图分类】R681.2临床上由于各种原因导致的骨缺损很常见，然而修复骨缺损的惟一方法是通过骨移植来实现。

血管化在组织工程骨构建中的应用

综述
中外医疗 200 8 NO. 17
CHI NA F OREI GN MEDI CAL TREATMENT
血管化在组织工程骨构建中的应用
付文娟王海珍李琪佳 ( 1 . 华北煤炭医学院实验中心; 2 . 河北省唐山协和医院老年病科河北唐山 06 3 0 0 0 )
【摘要】组织工程骨的快速发展为解决临床大块骨组织缺损修复提供了新思路和新方法。血管化在骨修复过程中起重要作用。本
1 将生长因子整合到细胞或支架中促进组织工程骨再血管化 1.1 血管内皮细胞生长因子( vasc ula r e nd ot he lial g r owt h f act o r, VE GF )
VE GF是机体内促进血管生长最重要的生长因子,能促进软骨内成骨及骨折愈合过程中的血管再生,对骨折和骨缺损的修复有着重要作用。V E G F 不仅能促进血管的新生, 亦能调节成骨细胞的活性, 使之能更好地分泌细胞外基质从而促进成骨。有研究发现降低 VE GF 可以抑制骨形成,而增加VE GF 的含量则明显促进骨形成, 骨岛形成数目明显增多;将基因工程与载体缓释技术有机地结合, 创用了一种新的 VE GF 缓释方法。由于中国仓鼠的卵巢( Chine se h ams te r ov ar y , CHO)可产生高浓度的V EG F ,首先将V EG F 165 c DNA(互补脱氧核糖核酸) 转染仓鼠的卵巢细胞后,将转染后C HO / V EGF 细胞包被在藻酸盐的微球内, 表面涂上多聚赖氨酸, 与种子细胞共同植入小鼠内,结果该方法可缓释V E GF 长达6 周之久,且通过肉眼观察植入体周围的血管生长速度明显加快。 1.2 骨形态发生蛋白(bon e mo r pho ge ne t ic p ro t ein, BMP )

组织工程试题解答

D fd1、组织工程的三要素是什么？基本原理是什么？三要素：a)种子细胞; b)支架材料; c)生长因子基本原理：a) 由人体取出细胞；b) 在体外将细胞培养到足够的数量；c) 将这些细胞填入、养在人工支架里；d) 有时需要再加一些化学物或生长因子促进细胞的分化；e) 将此人工组织移植到患者身上。

2、组织工程的生长因子有哪些分泌方式？为什么生长因子需要控制性释放？根据生长因子产生细胞与接受生长因子作用的细胞相互之间的关系，可概括为以下三种模式：（1）内分泌（endocrine），生长因子从细胞分泌出来后，通过血液运输作用于远隔靶细胞。

如：血小板源生长因子（PDGF）源于血小板，作用于结缔组织细胞。

（2）旁分泌（paracrine），细胞分泌的生长因子作用于邻近的其他类型细胞，对合成、分泌该生长因子的自身细胞不发生作用，因为它缺乏相应受体。

（3）自分泌（autocrine），生长因子作用于合成及分泌该生长因子的细胞本身。

生长因子以后两种作用方式为主。

生长因子优点诸多，但是也存在很多问题，主要是高扩散性和半衰期短，生物学活性难以长期保存。

局部直接应用生长因子可在较短的时间内发挥作用，但在生理环境下很容易使之迅速失活，不产生预期的生理效应。

因此，采用控制性释放技术，对生长因子进行保护，使之在有水环境下即能保持活性，又能持续释放或控制释放，是使生长因子得到有效应用的关键。

3、组织工程用支架材料的基本要求是什么？为什么需要多孔结构？•良好的生物相容性•良好的生物降解性•具有三维多孔立体结构•可加工性和有一定的机械强度•良好的材料-细胞界面•良好的消毒性能合适的孔尺寸、高的孔隙率和相连通的孔形态，以利于大量细胞的种植、细胞和组织的生长、细胞外基质的形成、氧气和营养的传输、代谢物的排泄以及血管和神经的内长入。

A4、组织工程种子细胞的基本要求是什么？5、组织工程皮肤和骨骼等器官构建路线是什么？所构建的人工器官优缺点各是什么？采用动物实验检测所构建的器官的大概步骤是什么？6、与组织工程密切相关的两项医学生理学奖的获得者的姓名，时间，发现内容是什么呢？1986年美国生物化学家斯坦利·科恩(Stanley Co-hen) 和意大利生物学家丽塔·莱维-蒙塔尔奇尼(Rita Levi-Mont.alcini)共同获得诺贝尔生理学或医学奖。

组织工程血管化策略的研究进展

ＷＡＮＧＹｕｃｈｏｎｇ，ＸＵＥＣｈｕｎｙｕ．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｌａｓｔｉｃ
ａｎｇｈｉ２ａ００４３３，Ｃｈｉｎｏ．Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｕｔｈｏｒ：ＸＵＥＳｕｒｇｅｒｙ，ＣｈａｎｇｈａｉＨｏｓｐｉｔａｌ，ＳｅｃｏｎｄＭｉｌｉｔａｒｙＭｅｄｉｃｌＵａｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈ
．
综述・
ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１６７３－０３６４．２０１３．０４．０１６
组织工程血管化策略的研究进展
王宇种综述薛春雨审校
【提要】体内、外构建组织工程化组织的主要障碍都在 பைடு நூலகம்缺少足够的血液供应，也就是血管化问题。组织工程血管化的
策略目前主要分为两类。第一类是基于内皮细胞等去构建新的血管，在这个过程中生长因子也有促进新生血管的作用。第二类是基于支架技术。包括天然生物衍生的支架和人工合成支架。本文就组织工程血管化策略的研究进展进行综述。
Ｃｈｕｎｙｕ（Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｃｙｆｕｎ＠ｓｉｎｃａｃｏｍ）．【Ｓｕｍｍａｒｙ】Ｎｏｗａｄａｙｓｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｂｌｅｍｉｎｔｉｓｓｕｅｅｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇｂｏｔｈｉｎｖｉｔｒｏａｎｄｉｎｖｉｖｏｉｓｔｈｅｌａｃｋｏｆｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｂｌｏｏｄ

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组织工程骨取得了重要成果讯息因子作为血管生成或骨生成的 “ 配体 ”的作用存在个体差异性，应注意发挥干细胞等作为 “ 供体 ”的优势；同时骨生成与血管生成过程密切相关、彼此依赖，只有实现 “ 配体 ”与 “ 供体 ”及 “ 成骨 ”与 “ 成血管 ”两个层次的协调统一发展，才能真正实现组织工程骨的快速血管化。调控各种细胞或细胞因子符合严格的时间格局和空间格局表达，仿生自然骨组织的生理状态，是创造快速血管化组织工程骨值得探索的目标。
ｐｒｅｖａｓｃｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ，ｐａ￣ｅｍｅｄｓｃａｆｏｌｄｓ ” 等；中文检索词有 “ 骨缺损，血管生成，血管化组织工程骨，支架 ”等。经筛选后，最终纳入５７篇文献进行归纳分析。结果与结论：当下骨组织工程发展瓶颈之一在于组织工程骨早期血管化。随着自然骨组织发生过程中成骨与血管化的细胞分子水平机制的深入研究以及生物支架的发展，支架复合细胞或细胞因子策略构建快速血管化
市２００００１
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ２０９５－４３４４
２０１５０７．０１５
【ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｒｔｅｒ．ｏｒｇ】
中图分类号：Ｒ３１８文献标识码：Ａ文章编号：２０９５－４３４４
组织工程骨的快速血管化
鲍，Ｊ，ＮＵ，许国华（上海长征医院骨科，上海市２００００１）
文章亮点：１此问题的已知信息：自体骨移植因为含有适宜骨再生所必需的细胞、基质和血管系统等成为骨缺损修复的金标
准，但临床自体骨量有限，且存在并发症。随着组织工程技术的发展，各种支架复合细胞或细胞因子的组织工程骨展现了替代自体骨的潜力，但尚未实现组织工程骨快速活化，即成骨的同时建立一套早期、稳定的血管系统。２文章增加的新信息：文章围绕仿生自体骨构建组织工程骨快速血管化研究的重要内容，证实了支架复合细胞或细胞因子策略的可行性。同时揭示了部分传统干细胞应用的局限性和新兴胚胎干细胞或诱导多能干细胞
策略的新契机，并为临床各种缺血性疾病的治疗提供启示。方法：由第一作者检索１９９０至２０１４年ＰｕｍＭｅｄ数据库、维普和万方数据库相关文献。英文检索词有 “ ｂｏｎｅ
ｔｉｓｓｕｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｖａｓｃｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ，ｃｙｔｏｋｉｎｅｓ，ｃｏｃｕｌｔｕｒｅ，ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ，ｏｓｔｅｏｇｅｎｅｓｉｓ，ａｎｇｉｏｇｅｎｉｓｉｓ，
关键词：－组织构建骨缓织Ｉ程内皮祖缅咆：于缅瞻：血管内皮生长因子；骨形态发生蛋白：缺氧诱导函子ｌａ；音猾因子：盘管生或；或骨生戒：支架；国家自然科学基金
主题词：
博士，硕士研究生导师，上海长征医院骨科，上海
解放军组织工程学、生物材料
学的研究。
通讯作者：许国华，副主
任，副主任医师，副教授，
来可能创造４Ｄ打印的记忆支架，极大地促进了构建快速血管化组织工程骨的进程。３临床应用意义：通过支架复合细胞或细胞因子策略促进骨移植体早期的快速血管化和成骨作用，为骨移植体快速形成自身的血管系统一快速活化奠定基础；最终有助于解决临床大段骨缺损修复的难题。
细瞻因子类支架：薪生血管化．生理牲
基金资助：
国家自然科学基金１２７１９５￣
（２０１５）０７－０１０６３－０７稿件接受：２０１５－０１－１１
摘要背景：支架复合细胞或细胞因子是构建组织工程骨快速血管化的主要策略，并为临床大段骨缺损修复提供了良好应用前景。目的：从组织工程三要素的角度阐述目前组织工程骨血管化研究的相关进展，以寻找组织工程骨快速血管化
中国组织工程研究
第１９眷事７崩２０１５—０２—１２出版
ＷＷＷ．ＣＲＴＥＲ．ｏｒｇ
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｍａｌｏｆＴｉｓｓｕｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＦｅｂｒｕａｒｙ１２，２０１５Ｖｏ１．１９，Ｎｏ．７
等良好前景，以及讯息因子重要的 “ 肥料效应 ”；揭示了骨组织工程中成骨和血管化密不可分，合理把握成骨和血管化相关细胞或细胞因子可能仿生自然骨生成机制。此外，支架已经发展到高度仿生、生物智能，将
鲍小刚，男，１９８９年生，安徽省望江县人，汉族，