TissueEngineering组织工程幻灯片
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组织工程技术和进展PPT课件
组织工程：技术与进展
Tissue Engineering: Related Techniques And Progresses
上海医学院 细胞与遗传医学系
1
一、相关技术
• 细胞体外培养 • 细胞融合 • DNA和染色体介导的基因转移 • 干细胞分离与建立 • 转基因动物
2
（一）细胞体外培养
Applications of Rotary Cell Culture Research
20
三、DNA和染色体介导的基因转移
21
四、干细胞分离与建立
22
五、Байду номын сангаас基因动物
• 1974年，美国学者Jaenisch首次用显微镜注射法获得转基因小鼠。 • 1981年，美国科学家成功地将外源基因导入动物胚胎，创立了转
基因动物技术。1982年获得转基因小鼠。 • 1987年，世界上第一只商业化转基因绵羊在英国著名的罗斯林研
7
（二）细胞融合
生物受精过程的实质是父本与母本 的生殖细胞（配子）互相融合。这两个 配子在形成新的合子上各自作出了同样 贡献。关键过程是两个的细胞核相互融 合。
8
（二）细胞融合
细胞融合是把细胞成分如遗传物质 从一细胞迁移或者移动到另一种细胞， 两个不同细胞的内含物混合后，创造一 种含有两个融合伴侣的全部基因的杂种， 这样的杂种未必是稳定的或能活的。尤 其当细胞是来自两个不同物种的时候。
24
五、转基因动物
• 可以在动物基因组的特定位点引入所设计的基因突变， 模拟造成人类遗传性疾病的基因结构或数量异常；
• 可以通过对基因结构进行修饰，在动物发生、发育的 全过程研究体内基因的功能及其结构/ 功能的关系；
• 可以在动物基因组引入病毒基因组以模拟病毒性疾病 的发病过程；
Tissue Engineering: Related Techniques And Progresses
上海医学院 细胞与遗传医学系
1
一、相关技术
• 细胞体外培养 • 细胞融合 • DNA和染色体介导的基因转移 • 干细胞分离与建立 • 转基因动物
2
（一）细胞体外培养
Applications of Rotary Cell Culture Research
20
三、DNA和染色体介导的基因转移
21
四、干细胞分离与建立
22
五、Байду номын сангаас基因动物
• 1974年，美国学者Jaenisch首次用显微镜注射法获得转基因小鼠。 • 1981年，美国科学家成功地将外源基因导入动物胚胎，创立了转
基因动物技术。1982年获得转基因小鼠。 • 1987年，世界上第一只商业化转基因绵羊在英国著名的罗斯林研
7
（二）细胞融合
生物受精过程的实质是父本与母本 的生殖细胞（配子）互相融合。这两个 配子在形成新的合子上各自作出了同样 贡献。关键过程是两个的细胞核相互融 合。
8
（二）细胞融合
细胞融合是把细胞成分如遗传物质 从一细胞迁移或者移动到另一种细胞， 两个不同细胞的内含物混合后，创造一 种含有两个融合伴侣的全部基因的杂种， 这样的杂种未必是稳定的或能活的。尤 其当细胞是来自两个不同物种的时候。
24
五、转基因动物
• 可以在动物基因组的特定位点引入所设计的基因突变， 模拟造成人类遗传性疾病的基因结构或数量异常；
• 可以通过对基因结构进行修饰，在动物发生、发育的 全过程研究体内基因的功能及其结构/ 功能的关系；
• 可以在动物基因组引入病毒基因组以模拟病毒性疾病 的发病过程；
组织工程
• 神经支架材料的功能有两种 • （1） 必须为神经的恢复提供所需的三维空间，即 要保证神经导管具有合适的强度、硬度和弹性，使 神经具有再生的通道。 • （2） 要保证其有理想的双层结构：外层提供必要 的强度，为毛细血管和纤维组织长入提供营养的大 孔结构；内层则可起到防止结缔组织长入而起屏障 作用的紧密结构
• 组织工程研究主要包括四个方面：种子细胞、生物材料、 构建组织和器官的方法和技术以以及组织工程的临床应 用.
组织工程的核心
建立细胞与生物材料的三维空间复合体，即具有生命 力的活体组织，用以对病损组织进行形态、结构和功 能的重建并达到永久性替代
基本原理和方法
将体外培养扩增的正常组织细胞，吸附于一种生物相 容性良好并可被机体吸收的生物材料上形成复合物， 将细胞-生物材料复合物植入机体组织、器官的病损病 分，细胞在生物材料逐渐被机体降解吸收的过程中形 成新的在形态和功能方面与相应器官、组织相一致的 组织，而达到修复创伤和重建功能的目的。
1.4.5 皮肤组织工程支架材料 –人工角膜材料要求透明，吸水，有 一定的机械强度，屈光性好等特点， 同时，要求可降解。以前常用的材 料为HAMA、PMMA，近来来，多采 用胶原和聚醇酸等材料。
1.4.6 肝、胰、肾、泌尿系统组织工程支架 材料 • 肝、胰、肾、泌尿系统使用的组织工程支 架材料多为可降解材料，目前这方面研究 和使用的材料，主要以天然蛋白、多糖与 合成高聚物杂化的可降解材料。例如：用 于肝组织工程支架的血纤维和聚乳酸，用 于泌尿系统的聚乙醇酸等。
1.4.3 血管组织工程支架材料 – 结构上也分为双层 ：内层是与血液相容性好的 生物活性材料，该类材料要求不仅具有生物活 性，同时还要具有抗凝血和抗溶血作用 – 类型：最早的外层材料一般为尼龙、聚酯等无 纺布或无纺网等。目前，该类材料应用较多的 为胶原或明胶蛋白包埋的或表面处理的可降解 材料的无纺网，例如：聚乳酸、聚羟基酸和多 肽等的无纺布或无纺网等
1组织工程概论2012
⑶ 组织器官的构建 ①骨组织构建 ：支架材料与成骨细 胞；支架材料与生长因子；支架材料与 成骨细胞加生长因子。
②组织工程血管构建 ：血管壁中切取 弹性基膜，并在其上培养动脉平滑肌细 胞；或用I型胶原制备基质材料与各型血 管壁细胞成分合成血管模型。
⑷组织工程临床应用
组织工程中临床应用是在组织构建完成 了动物试验之后，在人体上的应用，这也是 组织工程的最后一步。目前，组织工程的研 究只有活性皮肤达到了这一步。
“The application of the principles and methods of engineering and life sciences toward the fundamental understanding of structure-function relationships in normal and pathological mammalian tissue and the development of biological substitutes to restore, maintain, or improve tissue function.”
⑵神经组织工程支架材料
理想的人工神经是一种特定的三维 结构支架的神经导管，可接纳再生轴 突长入，对轴突起机械引导作用，雪 旺细胞支架内有序地分布，分泌 NTFs等发挥神经营养作用，并表达 CAM、分泌ECM，支持引导轴突再生。
以往用于桥接神经缺损的神经套 管材料有硅胶管、聚四氟乙烯、聚交 酯、壳聚糖等。 目前用于人工神经导 管研究的可降解吸收材料有聚乙醇酸 （PGA）、聚乳酸（PLA）及它们的 共聚物等。
二、组织工程支架材料
骨组织工程支架材料 神经组织工程支架材料 血管组织工程支架材料 肌腱组织工程支架材料 皮肤组织工程支架材料 角膜组织工程支架材料 肝、胰、肾、泌尿系统组织工程支架材料
生命科学前沿-组织工程 PPT课件
• 细胞增殖速率、细胞存活期、细胞冻存与复苏、培 养细胞与体内生长细胞间的差异等
• 细胞生长与生存微环境的关系 • 功能细胞与支持细胞的相互关系 • 功能细胞与其支持物——ECM的关系 • 功能细胞的生长繁殖与三维空间的关系 • 功能细胞的生长繁殖与应力等物理因素的关系
2009.11.18
14
xiongyanfei
• 组织工程是近年来正在兴起的一门多学科交叉的边缘学科， 属于生物高技术范畴，它融合了细胞生物学、工程科学、 材料科学和外科学等多个学科，必将促进和带动相关高技 术领域的交叉、渗透和发展，并由此衍生出新的高技术产 业。
• 组织工程的概念一提出，就受到各国学者的广泛关注，目 前，美国已有相当数量的研究机构（包括NASA、DOE、 NIH等），许多相关大学（包括MIT、HMS、GIT、UCSD、 UMASTFFU）都参与了组织工程的研究。我国也掀起了一 股组织工程热，目前已在软骨、骨、肌腱、血管、皮肤、 角膜等领域取得了可喜的进展。
2009.11.18
23
xiongyanfei
• 基质细胞包括其他的疏松结缔组织细胞，在细 胞复合培养中充当“饲养”细胞的作用。基质 提供复合培养的支架，种植并生长于其中的基 质细胞分泌生长因子，以保证种子细胞增殖并 使细胞培养长期维持。
织类型广泛，理论上讲它能分化为所有的间充质组
织类型，如：软骨、脂肪、肌肉及肌腱等。
• 目前用于分离MSC的方法主要有：密度法三种。
2009.11.18
10
xiongyanfei
3.1.3 内皮细胞：
• 内皮细胞应用于组织工程构建，在技术上经历了三 个发展阶段：静脉内皮细胞单期种植；微血管内皮 细胞单期种植；自体内皮细胞扩增培养种植。 Munerett等对动脉和毛细血管系统来源的内皮 细胞进行了研究，发现主动脉内皮细胞所形成的毛 细血管结构比其他两种细胞形成的结构更稳定持久， 更适合成为组织工程种子细胞来源，但是主动脉组 织在临床难以获取，最终应用存在一定问题。
• 细胞生长与生存微环境的关系 • 功能细胞与支持细胞的相互关系 • 功能细胞与其支持物——ECM的关系 • 功能细胞的生长繁殖与三维空间的关系 • 功能细胞的生长繁殖与应力等物理因素的关系
2009.11.18
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xiongyanfei
• 组织工程是近年来正在兴起的一门多学科交叉的边缘学科， 属于生物高技术范畴，它融合了细胞生物学、工程科学、 材料科学和外科学等多个学科，必将促进和带动相关高技 术领域的交叉、渗透和发展，并由此衍生出新的高技术产 业。
• 组织工程的概念一提出，就受到各国学者的广泛关注，目 前，美国已有相当数量的研究机构（包括NASA、DOE、 NIH等），许多相关大学（包括MIT、HMS、GIT、UCSD、 UMASTFFU）都参与了组织工程的研究。我国也掀起了一 股组织工程热，目前已在软骨、骨、肌腱、血管、皮肤、 角膜等领域取得了可喜的进展。
2009.11.18
23
xiongyanfei
• 基质细胞包括其他的疏松结缔组织细胞，在细 胞复合培养中充当“饲养”细胞的作用。基质 提供复合培养的支架，种植并生长于其中的基 质细胞分泌生长因子，以保证种子细胞增殖并 使细胞培养长期维持。
织类型广泛，理论上讲它能分化为所有的间充质组
织类型，如：软骨、脂肪、肌肉及肌腱等。
• 目前用于分离MSC的方法主要有：密度法三种。
2009.11.18
10
xiongyanfei
3.1.3 内皮细胞：
• 内皮细胞应用于组织工程构建，在技术上经历了三 个发展阶段：静脉内皮细胞单期种植；微血管内皮 细胞单期种植；自体内皮细胞扩增培养种植。 Munerett等对动脉和毛细血管系统来源的内皮 细胞进行了研究，发现主动脉内皮细胞所形成的毛 细血管结构比其他两种细胞形成的结构更稳定持久， 更适合成为组织工程种子细胞来源，但是主动脉组 织在临床难以获取，最终应用存在一定问题。
组织工程精品PPT课件
11
关于组织工程
工程师：研究人体组织的力学特性，然后利用这些特 殊性质设计一个有限元的数学模型，预测组织器官如 何随年龄及其它条件变化。 外科医生：寻找一类新的生物大分子或细胞表型，通 过外科手术植入到组织损伤部位，使不能自然愈合的 损伤再生或加速其愈合过程。 分子生物学家：通过对人类基因组计划的研究或其它 途径，了解人类的全部基因信息，并找出那些控制组 织形成和再生的基因序列，然后将其引入到原代细胞 ，进而形成可以制造组织的细胞系。
核心：建立由细胞和生物材料构成的三维复合体
14
尝试人造耳
中国青年学者曹谊林教授于1996年在世界 上第一个成功地在裸鼠背上培养制成了人 形耳廓软骨支架，因而获得美国整形外科 最高荣誉巴莱脱勃朗奖 。
15
组织工程的科学目标
在细胞水平和分子水平构建具有生命力 的生物体，也即组织和器官的形成和 再生。
12
传说中的“组织工程学”
圣葛斯默和丹米安奇迹般地治愈了腿的移植。 ——Master of Los Balbases ，约在 1495 年。
“狗腿子”的故事
13
➢ 组织工程主要是致力于组织和器官的再生与形成， 利用生命科学和材料科学的进步，在一个模仿组 织与器官形状的材料中种入细胞，使细胞依照模 型来长成新的组织与器官，以供修复人体的组织 或器官缺损。
26Leabharlann 27组织工程 ——人类组织和器官的制造业
像更换汽车零 件一样更换人 体坏旧的器官
28
组织工程科学意义
不但可以从细胞水平和分子水平认识生命的 本质，而且能够从整体上优化生命的质量， 并把握生命的进程。同时组织工程研究理论 体系和研究方法不仅是针对哺乳类动物，而 且可拓展到植物上去，这对于促进农业、工 业和军事科学的发展都将有着不可估量的深 远意义。
关于组织工程
工程师：研究人体组织的力学特性，然后利用这些特 殊性质设计一个有限元的数学模型，预测组织器官如 何随年龄及其它条件变化。 外科医生：寻找一类新的生物大分子或细胞表型，通 过外科手术植入到组织损伤部位，使不能自然愈合的 损伤再生或加速其愈合过程。 分子生物学家：通过对人类基因组计划的研究或其它 途径，了解人类的全部基因信息，并找出那些控制组 织形成和再生的基因序列，然后将其引入到原代细胞 ，进而形成可以制造组织的细胞系。
核心：建立由细胞和生物材料构成的三维复合体
14
尝试人造耳
中国青年学者曹谊林教授于1996年在世界 上第一个成功地在裸鼠背上培养制成了人 形耳廓软骨支架，因而获得美国整形外科 最高荣誉巴莱脱勃朗奖 。
15
组织工程的科学目标
在细胞水平和分子水平构建具有生命力 的生物体，也即组织和器官的形成和 再生。
12
传说中的“组织工程学”
圣葛斯默和丹米安奇迹般地治愈了腿的移植。 ——Master of Los Balbases ，约在 1495 年。
“狗腿子”的故事
13
➢ 组织工程主要是致力于组织和器官的再生与形成， 利用生命科学和材料科学的进步，在一个模仿组 织与器官形状的材料中种入细胞，使细胞依照模 型来长成新的组织与器官，以供修复人体的组织 或器官缺损。
26Leabharlann 27组织工程 ——人类组织和器官的制造业
像更换汽车零 件一样更换人 体坏旧的器官
28
组织工程科学意义
不但可以从细胞水平和分子水平认识生命的 本质，而且能够从整体上优化生命的质量， 并把握生命的进程。同时组织工程研究理论 体系和研究方法不仅是针对哺乳类动物，而 且可拓展到植物上去，这对于促进农业、工 业和军事科学的发展都将有着不可估量的深 远意义。
生物材料与组织工程ppt课件
由于裂纹扩展导致力学性能失稳(断裂) 几种断裂类型
延性断裂：有明显塑性变形，永久变形 脆性断裂：无或少量永久变形 疲劳断裂：交变载荷，低应力脆性断裂 蠕变断裂：恒应力下，变形不断发展
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
弹性变形、塑性变形及蠕变、强度和断裂、硬度
惰性生物陶瓷和生物活性陶瓷
包括羟基磷灰石、生物活性玻璃和生物活性玻璃 陶瓷
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
陶瓷材料的结构
多晶结构：由晶体相、玻璃相和气相组成
陶瓷材料的硬度
陶瓷材料的硬度一般很高，耐磨性远高于金属
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
第5章 医用高分子材料
高分子材料的基本概念
单体、链节、聚合度、均聚物、共聚物
高聚物的分类 聚合反应的分类 高聚物的结构特点
面缺陷
二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷 主要出现在晶界和亚晶界处 面缺陷能提高金属的强度和塑性
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
第4章 医用陶瓷材料
陶瓷材料的结构
晶相、玻璃相、气相
陶瓷材料的机械性能
没有明确的价值取向和人生目标，实 现自我 人生价 值就无 从谈起 。人生 价值就 是人生 目标， 就是人 生责任 。每承 担一次 责任
第1章 绪论
第六章组织工程的研究与进展113页PPT
利用细胞因子来促进种子细胞 的分化与增殖，虽是很有效的 技术手段，但要成功地运用自 如尚有相当多的问题需要研究 加以解决。
４.培养的生物环境
目前许多研究者强调组织工程 中细胞培养与扩增，应当是三 维，因此推崇采用微重力效应 下，细胞与组织三维培养技术。
我们应当看到人体的细胞的种 类是非常多的，不同组织与器 官所在的生理环境（包括力学 环境）千差万别。因此，在某 些特定环境中应用的组织只有 在特定的环境条件下培养才能 符合临床应用的要求。
（３）抗压强度差。大多数ＰＬＡ与 ＰＧＡ无纺布支架均有抗压强度差的 问题。除了上述介绍的脂肪族聚酯可 降解高分子材料及其复合物外，文献 中还报道采用聚偶磷氮 （Polyphosphazenes）、聚原酸 酯（Polyorthoesters,POE)、聚 氨基酸 （PolyaminoAcid)|bctisgxjrnpv sgxj(Polyesterurethane)等。
（１）亲水性差，细胞粘附、 生长增殖受阻。如：ＰＬＡ包 埋的ＰＧＡ无纺纤维支架由于 亲水性差，细胞吸附力弱，满 足不了组织工程研究的要求。
（２）引起无菌性炎症。ＰＬ Ａ与ＰＧＡ在临床应用中发现 约有８％左右患者出现非特异 性无菌性炎症。平均分子量低 于２万时发病率增长，使用高 分子量的ＰＬＡ只能迟缓而不 能消除此种并发症的发生。
动物细胞是存量充足的可靠细 胞来源之一，但动物细胞在人 体内会引起免疫排斥反应导致 安全性的问题。
采用转基因等生物技术可使动 物携有人类的基因以减少甚至 避免免疫排斥反应。但更严峻 的问题是动物体内的一些病毒 会导致人类的一些新的疾患的 产生。
有一些国家政府就明令禁止实 施异种植入人体。实际上，对 科学家来说重要的是要解决防 止动物病毒传染人类的问题， 一旦异种细胞植入的安全性问 题获得解决，相信这些国家政 府的禁令亦会逐步取消。但目 前尚有较大的难度。
组织工程讲座ppt课件
国内组织工程研究
我国开展组织工程研究的领先单位
军事医学科学院基础医学研究所 中科院化学所高分子物理与化学国家重点实验室 中国医学科学院组织工程研究中心 上海组织工程研究中心（“973”组织工程项目首席科学家曹谊林教授领衔） 上海第二医科大学附属第九人民医院整复外科 四川大学华西医院卫生部移植工程与移植免疫重点实验室组织工程研究室 重庆大学生物工程学院生物力学及组织工程教育部重点实验室 暨南大学生物医学工程研究所 复旦大学高分子科学系聚合物分子工程教育部重点实验室
Langer and Vacanti, Science 260, 1993
组织工程的定义
"The Age of 'Tissue Engineering' is upon us. As we are thrust toward a new millennium so too are our beliefs that the amalgamation of engineering and medicine will result in an explosion of knowledge that will enhance our understanding of developmental biology and culminate in a new era in medicine enabling us to restore lost tissue function."
Skalak and Fox (eds.), Tissue Engineering, Alan Liss, 1988
"Tissue engineering is an interdisciplinary field that applies the principles of engineering and the life sciences toward the development of biological substitutes that restore, maintain or improve tissue function."
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切应力
流体切应力（flow shear stress）：主要指血流对血管壁
施加的力。
切应力对细胞骨架的影响：切应力作用于体外培养的内皮细
胞时，细胞骨架会发生改变，细胞膜内侧出现肌动蛋白纤维，细 胞内形成粗而长的应力纤维，并与膜附着。细胞变为长梭形，沿 着切应力方向排列。高血压引起血管内皮细胞中应力纤维增加。
微管可能是内皮细胞机械应力刺激作用的靶标，切应力通过它 改变内皮细胞的形态、影响细胞的黏附与迁移等功能，从而在血 管重建中发挥重要作用。
切应力对内皮细胞微管骨架重构的影响
对照
0.5h
3h
12h
张应力
张应力（tensile stress）：心脏搏动、肌肉收缩、肌腱和韧带
的拉伸、血管充盈时对血管壁的牵拉、呼吸对肺泡的牵张。 静态培养构建的组织工程化肌腱虽然有很好的组织学特性，但其抗拉 强度始终低于正常肌腱。可能缺乏足够的力学刺激。 张应力能够引起细胞骨架重排及细胞形态的变化。
细胞和组织绕水平轴建立 均质的液体悬浮轨道， 从而中和了大部分重力 效应，处于微重力状态。 细胞受到的剪切力很小。
应用：
该生物反应器已在骨髓间 充质干细胞、小牛软骨 细胞、大鼠心肌细胞。 肝细胞培养等方面取得 了进展。
美国宇航局（NASA）生命中心开发研制 旋转壁式生物反应器（rotating wall vessel bioreactor, RWVB）
组织工程的应用
组织工程皮肤
组织工程骨
组织工程血管
组织工程人造皮肤重要性
• 据介绍，遇到大面积严重烧伤的病人，如果其正 常皮肤所剩无几，缺乏自体皮源及时封闭创面， 常常引起创面及全身严重的感染等一系列并发症 ，有可能危机生命。因此，国际医学界一直试图 在体外制造一种皮肤代用品，用来更换人体损坏 的皮肤组织。
支架材料存在的问题
①支架材料的降解速度与新骨形成速度不协调; ②支架材料与机体的免疫排斥反应和炎性反应; ③材料的表面活性差,影响种子细胞的黏附、分布和功能发挥; ④材料的机械强度与降解速率难以相匹配; ⑤材料的生产、存储等没有得到一致公认标准等。
影响因子
影响因子
物理因子
生长因子
For PowerPoint 97-2010
成体干细胞相对于胚胎干细胞作为组织工程种子 细胞更具有可行性。
支架材料
•是指替代细胞外基质的生物医学材料。
骨支架材料的分类
人工合成 支架材料 无机料
有机材料
复合材料
纳米材料
天然骨衍生 支架材料
天然骨
胶原材料
珊瑚骨
无机材料
◆钙磷生物陶瓷是目前广泛应用的骨替代材料
◆主要成分为钙、磷离子,与骨的无机成分相似,它具有良好的生物相容性 和骨传导作用
纳米材料
• 最大的特点为高比表面积和孔隙率,有利于细胞接种、迁移和增殖。
• 在骨组织工程支架材料主要是nHAC。
• 采用提纯并去抗原Ⅰ型胶原为模板,在钙磷盐溶液中调制矿化而获得纳米级复 合材料,研究结果表明该新型仿生骨材料具有良好的生物相容性,能够促进和加 快骨愈合。
复合型材料
• 通过一定的方法将几种单一材料复合,综合各种材料优缺点,形成复合 型支架材料
TissueEngineering 组织工程幻灯片
组织工程的概念
组织工程是利用生命科学、医学、 工程学原理与技术，单独或组合地利用 细胞、生物材料、细胞因子实现组织修 复或器官再生的一门技术。
骨组织工程
组织工程技术路线
将体外培养的细胞接种到受损部位生长 进行原位修复。
将支架材料与细胞混合，移植到受损部 位，填补受损部位。
◆其存在弱点在于其脆性较大,而且单纯HA 不易被吸收,因而限制了其在承 重部位的应用。
有机材料
■以聚乳酸(polylactic acid , PLA) 、聚羟基乙酸( polyglycolic acid ,PGA) 、PGA - PLA 共聚物为代表
●优点是可降解性,良好的细胞相容性,容易塑形;
●缺点是降解产物为酸性,对微环境有影响;细胞组织相容性差;机械强度不 足;容易引起周围组织非特异性炎症反应和免疫反应。
愈合。
成纤维细胞生长因子（FGF)
血管内皮细胞生长因子（ VEGF)
胰岛素样生长因子（IGF)
转化生长因子- β (TGF-β)
物理因子：应力
当材料在外力作用（受力、湿度变化等）下不能产 生位移时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种形 变称为应变。
材料发生形变时内部产生了大小相等但方向相反的 反作用力抵抗外力，定义单位面积上的这种反作用力 为应力。
生长因子
骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein, BMP) 在动物长骨的皮质骨中含量较多 诱骨活性：诱导间充质细胞不可逆地分化为软骨和骨细胞。 将BMP注入软组织，可异位诱导新骨的形成。 BMP已经成功用于治疗骨折、骨延迟愈合、骨不连接及骨缺损。
表皮生长因子（EGF ）与角膜损伤的修复 刺激角膜上皮增殖 给兔角膜人为造成损伤，EGF滴眼给药可明显加快受创角膜的
使用可降解三维多孔支架材料，接种培养 细胞，体外再生组织或器官，移植替换。
三要素
种子细胞 支架材料 影响因子
干细胞
组织来源的体细 胞
有机材料 无机材料 生物复合材料
物理因子 生长因子
种子细胞
• 概念：是组织修复或器官再生的细胞材料，包括 干细胞（胚胎干细胞、成体干细胞）、组织来源 的体细胞。
• 自体组织细胞为种子细胞首选。 • 干细胞有望成为组织工程理想的种子细胞来源。
A. 不加力
B. 加力12h后
大鼠骨髓间充质干细胞加力前后细胞骨架形态变化
旋转培养系统
1、生理条件下，细胞之间相互联系。
2、二维细胞培养因重力的影响导致细胞间联系失常，无 法形成立体的组织和器官。 3、三维细胞培养即把细胞悬浮在培养液中，但常用的气 泡和搅拌器法，对细胞产生破坏性的应力。
原理：
• 2006 年Link 等报道,将磷酸钙骨水泥和PL GA 微粒的复合物修复老 鼠的颅骨缺损,4 周后扫描电镜及组织学观察有新骨生成,8 周时PL GA 微粒完全降解被新骨取代。
• Chen 等将聚乳酸与聚羟基乙酸的共聚物( PL GA) 支架浸入适当浓度 的胶原溶液中,在PL GA海绵内的孔壁上形成一薄层胶原海绵,可提高 材料的亲水性及细胞黏附性。