人工生物材料及组织工程学手段修复腕关节韧带损伤
组织工程方法修复大鼠棘上、棘间韧带的实验探究

五、免疫组化染色
再次选取每个标本的切片,做免疫组化染色。胞核棕黄色者为阳性染色细胞。
结果 一、MSCs的体外培养
倒置显微镜下观察可见,MSCs接种3天后即有部分细胞贴壁。培养12.14 天细胞生长成单层。传代后,MSCs增殖明显加快9.10天既可融合成单层。
二、动物模型结果
20只动物均存活良好。
harvest rat femur
Separate
MSCs
by density gradient centrifugation.Inoculate
to DMEM culture medium by the density of 2.0×1 0’/mL.When primary cells covered
engineering method.Mesenchymal
stem cells(MSCs),as
potential.Tllis
a
kind
USeS
stem cells,have multi—directional differentiation
experiment
tissue engineering method with observe effects
X
106/mL的浓度,将
其滴到已用紫外线消毒的胶原海绵上,5%C02孵育箱中37"C恒温培养24d,时, 使细胞吸附于胶原海绵上制成细胞一胶原海绵复合体。
三、动物模型的建立
切断大鼠I,4--I,5间的棘上、棘间韧带。实验组将细胞一胶原海绵复合体移植 于损伤处,对照组仅移植以胶原海绵。
四、HE染色
1
于移植后第4周处死动物,切取标本,作组织学检查。每个标本选取一张切片
运用生物材料促进关节软骨修复与再生的研究进展

信号的调节传递系统 。具有如 下作用 :①从结构上加填补缺 损并防止周 围组织的塌陷 ; ②协调 内源性宿主细胞 的反应 , 包
括主要的细胞迁移 、 殖和分化过程 ; 增 ③及时降解 , 以促使组 织长人 , 并对细胞外基质 ( C 起 正确的导 向作用 ; E M) ④满足外
科 手术 的需要 。虽然生物材料 支架能够调节细胞 粘附、 迁移、 增殖、 分化和组织再生等过程 , 但很难在一种生物材料上很成 功的将 这些信 号同时合理体现 [] 4, 这使得生物材料调节 的信 号传递 系统方面 的研究颇 具挑 战性 。
细胞移植( C ) A I已被证 明是最具有应用 前景的治疗方法 。然
的性能。生物材料 的设计力求能够模仿细胞微环境 ,增强其 生物降解性 和生物相容性 , 调节宿主细胞的反应 , 并以细胞传
递的方式引导移植细胞群进行软骨整合和功能性再 生。精确
控制微环境的信号可调节主要的细胞过程 , 如迁移 、 和分 增殖
利于细胞与基质信号之 间的信 号传递 , 也有 利于细胞调节支 架的生物 降解 [ …。尽管凝胶有这些优势 , 但多孔支架 因为其
具有较好 的机械性能 、更接近于原生 的软骨组织等优点仍然
被普遍采用 。控制多孔支架的几何信号也会显著影响细胞过
程和组织再生 。 有研 究结果表 明 【 ]以胶 原蛋 白为基础的、 l, 1 由
分化和组织形态发生等 细胞 过程 , 在结 构和功能方面重建 可
或重构一个组织 , 所以是治疗软 骨损 伤的理想选择 。生物材
生物化学和生物物理学信号 。重塑和修复组织 的原生状态 和
抗生血管生成 也是 长期 维持软骨细胞 功能的关键 [ ] 。在外 科干预的过程 中 , 不可避免地要对 正在接受治疗的及其周 围
组织工程材料在医学中的应用研究

组织工程材料在医学中的应用研究一、绪论组织工程材料是指可用于组织修复、再生和再造的人工材料,它们能够促进自然组织修复和再生,具有重要的治疗和研究价值。
在医学领域中,组织工程材料已经成为一种新型的治疗手段,可以广泛应用于人体各个部位的组织缺损修复、再生和再造,尤其是在肝、心脏、骨骼、神经系统等重要器官的修复中具有独特的优势。
二、组织工程材料在肝脏修复领域的应用1、肝脏再生肝脏是人体内最大的器官之一,具有重要的代谢、排泄、解毒和合成功能。
肝脏疾病是当前医学领域中的重要疾病之一,如肝癌、肝硬化、病毒性肝炎等。
组织工程材料作为一种治疗手段,已经广泛应用于肝脏再生和修复中。
2、基质支架修复组织工程材料在修复肝脏组织缺损中也有重要的应用,其中,基质支架修复是一种常见的手段。
基质支架修复技术采用一种特殊的材料作为支架,具有生物相容性,并且能为细胞提供基质支持,使得细胞可以自由地生长和繁殖。
当组织工程材料被植入到肝脏中时,可以帮助损伤的组织重新生长和修复。
三、组织工程材料在心脏修复领域的应用1、心脏血管再生心脏是人体内最重要的器官之一,具有重要的泵血功能。
心脏疾病是当前医学领域中的重要疾病之一,如心绞痛、心肌梗塞等。
组织工程材料作为一种治疗手段,已经广泛应用于心脏和血管的再生中。
2、人造房室结人造房室结是一种特殊的组织工程材料,可以用于心脏节律失常的治疗,其作用是替代心脏自然的起搏器。
人造房室结是由人工合成的材料制成,其具有非常稳定的电学性能,可以准确地控制心脏的节律。
四、组织工程材料在骨骼修复领域的应用1、骨髓干细胞移植骨骼是人体内最重要的结构之一,其具有支撑和运动的作用。
骨骼疾病是当前医学领域中的重要疾病之一,如骨折、骨质疏松等。
组织工程材料作为一种治疗手段,已经广泛应用于骨骼的修复和再生中。
2、基质支架修复组织工程材料在修复骨骼缺损中也有重要的应用,其中,基质支架修复是一种常见的手段。
基质支架修复技术采用一种特殊的材料作为支架,具有生物相容性,并且能为细胞提供基质支持,使得细胞可以自由地生长和繁殖。
关节镜术后手腕关节软骨损伤的生物修复

术前详细询问病史,了 解患者病情及手术期望 。
手术操作步骤及注意事项
麻醉成功后,患者取仰卧位,常规消毒铺巾。
01
在关节镜引导下,清理关节腔内的积血和 碎片。
02
04
根据需要,可在损伤部位植入自体或异体软 骨细胞。
05
彻底止血,冲洗关节腔,缝合切口并加压 包扎。
对软骨损伤区域进行微骨折处理,刺激软 骨再生。
诱导间充质细胞向软骨细胞分化,促进软骨形成和修 复。
胰岛素样生长因子(IGFs)
促进软骨细胞增殖和基质合成,抑制软骨细胞凋亡。
新型生物材料在软骨修复中应用
80%
天然生物材料
如壳聚糖、透明质酸等,具有良 好的生物相容性和可降解性,可 作为软骨细胞移植的支架材料。
100%
合成生物材料
如聚乳酸、聚己内酯等,可加工 成具有特定形状和结构的支架, 用于软骨组织工程修复。
康复训练
在医生指导下进行手腕关节的康复训练,逐步恢 复关节功能。
注意事项
避免剧烈运动和过度使用手腕关节,注意保持手 术区域清洁干燥,预防感染。
02
手腕关节软骨损伤分析
损伤类型及程度评估
损伤类型
根据损伤机制和病理变化,手腕 关节软骨损伤可分为创伤性、退 行性和炎症性等类型。
损伤程度评估
通过关节镜检查、MRI等影像学 检查手段,对软骨损伤程度进行 准确评估,包括损伤范围、深度 和伴随病变等。
适应症
适用于手腕关节软骨损伤、撕裂、脱位等患者,特别是那些经过 保守治疗无效或症状持续加重的病例。
手术过程及操作方法
01
02
03
04
麻醉与体位
患者通常采用仰卧位,手术区 域进行消毒和铺巾,实施局部 麻醉或全身麻醉。
生体复合材料在人工关节方面的应用与发展前景

生体复合材料在人工关节方面的应用与发展前景摘要随着生物医学工程和材料科学工程的发展,生体材料在治疗人工关节方面得以广泛使用。
但人们对关节治疗效果的要求不断提高,单一的生体材料并不能满足人们的需求。
生体材料开始趋向于复合化、智能化和功能化。
本文综述了生体复合材料在人工关节应用、研究进展和发展前景。
关键词:1.前言生物医学材料是用于人体组织和器官诊断、修复或增进其功能的高技术材料,其作用是药物不能够取代的。
骨科生物医学材料是指能够安全的植入人体,并可以治疗人体骨骼疾病、替换损伤或坏死的骨组织、恢复骨骼的正常生理功能的一种生物材料。
单一材料的人工关节一定程度上解决了假体与骨组织之间的界面结合问题,但并未从根本上解决金属材料与骨组织间弹性模量不匹配问题。
解决这一问题的根本出路在于研制弹性模量更近似骨的、力学和生物相容性更理想的假体材料,鉴于骨骼本身就是一种由胶原纤维被羟基磷灰石矿化的复合材料,故各种以HA为基的复合材料及树脂基复合材料的研究逐渐升温。
以HA为基,增强体通常为金属、陶瓷、高分子聚合物、生物玻璃以及碳质材料等。
其形态有颗粒、短纤维或长纤维状等。
另外,高分子基复合材料可通过人为设计达到低模量、高强度,是一类具有一定发展潜力的生物复合材料。
2.人工关节材料的要求人工关节作为一种植入器官,对其制作的材料必须满足①生物相容性好。
所谓生物相容性是指生物材料和人体组织接触后,在材料-组织界面发生一系列相互作用后最终被人体组织所接受的性能且材料对人体的正常生理功能无不良影响、无毒、无排异反应等②生物力学相容性好。
生物力学相容性是指植入材料和所处部位的生物组织弹性形变特性相匹配的性质,表征在负荷情况下,材料与其接触的组织所发生的形变是否彼此协调。
因人工关节在体内所承受的应力,通过人工关节材料-组织界面进行传递,如果两者在应力作用下发生弹性变形不匹配,则将使人工关节松动而导致植入失败。
为此,人工关节材料与骨骼的弹性模量、热膨胀性能及其强度应尽量一致。
组织工程学在临床治疗中的应用

组织工程学在临床治疗中的应用组织工程学在现代医学中的应用越来越广泛,尤其在临床治疗中发挥着越来越重要的作用。
组织工程学是一种综合性学科,它涉及生物学、物理学、化学、机械学等多个学科,旨在通过材料、生物学和工程学手段,设计、构造和维持与人体组织类似的三维功能结构,以实现修复、再生或替代许多受损或损失的组织和器官。
本文将从组织工程学的基本概念开始,深入探讨其在临床治疗中的应用。
一、组织工程学的基本概念组织工程学是一种运用多学科知识、借助生物材料、细胞及生物相关因素等手段,基于人体组织工程学理论并通过人工合成,创造具有特定功能的组织和器官的新工程技术。
它的目的是通过大规模培养、分化和植入修复、再生和替代多种组织和器官,如皮肤、软骨、骨、血管、神经等。
组织工程学的核心在于建立与人体组织相似的三维构架和生态环境,并在这个环境中维持新型组织的生存、传导和功能。
组织工程学需要利用生物材料、生物学因素和工程学手段制造这种三维构架。
它主要分为三个步骤:生物材料的制备、细胞的培养以及生物学因素的添加。
生物材料可以是人造材料或者自体材料,如聚乳酸、透明质酸等。
生物学因素包括生长因子、细胞因子、成长因子等,可以使细胞分化为特定的功能细胞。
工程学因素则是制造该生物材料的技术。
最常见的工程学因素包括3D打印、微细加工、生物反应器等。
二、组织工程学在临床治疗中的应用2.1 皮肤组织工程学皮肤是人体最大的器官,它能够保护身体并维持外界环境的平衡。
临床上,皮肤缺损是最常见的情况之一,可以由烧伤、创伤或其他原因引起。
传统的处理方法是使用自体皮片或人工皮肤,但由于损伤面积较大,需要大量的自体皮肤移植或复杂的手术操作,难以保证修复效果。
因此,研究人员在皮肤组织工程学领域进行了大量的研究,以寻找更好的解决方案。
利用组织工程学手段制造的人造皮肤可以在体外培育和维持,并在移植到人体后具有与自体皮肤相似的结构和功能。
目前,市场上有多种类型的人造皮肤可供选用,其中包括RAFT人造三明治皮肤、Bilayer人造皮肤和自体细胞-材料复合体人造皮肤等。
生物医用材料专题2组织工程材料与人工器官------软组织修复与重建

专题六组织工程材料与人工器官---软组织修复与重建组织工程是指用生命科学与工程的原理构建一个生物装置来维护、增进人体细胞和组织的生长,以恢复受损组织或器官的功能。
传统材料如金属、陶瓷、高分子,植入体内存在着磨损、性能下降、安全性等问题;即使是暂时性植入材料,也存在着力学性能匹配、生物相容性、代谢途径等问题。
组织工程学的出现,为人们寻找更为理想的体内植入材料开辟了一条新的途径。
器官移植会产生排斥作用,必须服用药物,这样又会破坏人体的免疫平衡,可能导致肿瘤。
组织工程给组织器官的替代修复带来了新的曙光。
一、组织工程的基本原理和方法组织工程三要素:种子细胞、支架材料、生长信息分子支架材料:支架为细胞提供一个生存的三维空间,利于细胞获得营养物质,排除废物,支架应为一种有良好生物相容性,可被人体逐步降解吸收的生物材料。
方法简介:提取组织细胞---体外培养---吸附扩增于三维支架材料上---细胞在预先设计的三维支架上生长---细胞/支架复合体植入病损部位---支架材料逐步降解吸收的同时,种植的细胞继续增殖并分泌基质,形成新的组织器官---新生组织器官成熟后,支架降解排出体外。
这种具有生命力的活体组织能对病损组织进行重建并永久替代。
二、组织工程材料—软组织修复与重建1、组织工程材料应具备的条件(1)材料能够促进组织的生长,使细胞之间能够沟通,并最大限度地获取营养物、生长因子和活性药物分子;(2)在某些场合能防止细胞激活(如外科手术、防粘连的场合);(3)指导和控制组织的反应(促进某一组织反应,抑制其他反应)(4)促进细胞粘附及激活细胞(皮肤修复中成纤维细胞的粘附和增殖)(5)抑制细胞的粘附和激活细胞(防止血小板粘附在血管上):(6)防止某一生物反应的攻布(在器官移植中,阻止抗体攻击同种或异种细胞)。
(7)易于加工成三维多孔支架:(8)支架要有一定力学强度以支持新生组织的生长,并待成熟后能自行降解;(9)低毒、无毒、可消毒;(10)能够释放药物或活性物质如生长激素等。
生物医学工程在康复护理中的应用

生物医学工程在康复护理中的应用第一章:生物医学工程概述生物医学工程是一门交叉学科,它将生物学、医学和工程学的原理与技术结合,旨在开发和应用各种工程方法和设备来解决医学方面的问题。
生物医学工程在康复护理领域中的应用正不断拓展和深化。
第二章:康复护理的重要性康复护理是一种面向复杂疾病和创伤恢复的综合性医疗服务,旨在帮助患者尽快恢复功能并提高生活质量。
康复护理的重要性在于它可以通过各种手段和方法帮助患者恢复功能,提高其自理能力,减少疾病和创伤的后果。
第三章:生物医学工程在康复护理中的应用领域生物医学工程在康复护理中的应用领域广泛,主要包括康复辅助设备、生物信号检测与处理、生物材料和组织工程等方面。
第四章:康复辅助设备的应用康复辅助设备通过技术手段来帮助患者恢复功能,包括义肢、轮椅、助听器和助视器等。
这些设备可以提供额外的支持和帮助,提高患者的生活质量和自理能力。
第五章:生物信号检测与处理在康复护理中的应用生物信号检测与处理是指通过传感器等设备来检测和分析人体的生物信号,如心电图、脑电图和肌电图等。
这些信号可以用于评估患者的生理状态和功能恢复程度,并为康复护理提供科学依据。
第六章:生物材料在康复护理中的应用生物材料是一种可以与生物组织相容的材料,其应用可以促进组织修复和再生。
在康复护理中,生物材料可以用于制造人工关节、血管支架和组织修复支架等,从而帮助患者恢复功能。
第七章:组织工程在康复护理中的应用组织工程是一种利用细胞、生物材料和生物因子等技术手段来构建人工组织或器官的方法。
在康复护理中,组织工程可以用于修复损伤的组织,如修复受损的皮肤、骨骼和肌肉等,从而帮助患者恢复功能。
第八章:生物医学工程在康复护理中的挑战与前景尽管生物医学工程在康复护理中的应用取得了一定的成果,但仍面临一些挑战,如技术难题、法律和伦理问题等。
然而,随着科技的不断进步和发展,生物医学工程在康复护理中的前景依然广阔,有望为患者提供更好的康复护理服务。
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中国组织工程研究与临床康复 第14卷 第38期 2010–09–17出版Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research September 17, 2010 Vol.14, No.38ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN: Z LKHAH7165www.CRTER .orgLaboratory of Human Movement Science, Henan Engineering Technical School, Jiaozuo 454000, Henan Province, ChinaWang Rui ★, Master, Laboratory of Human Movement Science, Henan Engineering Technical School, Jiaozuo 454000, Henan Province, Chinasqh@Received: 2010-05-20 Accepted: 2010-06-28河南工程技术学校运动人体科学实验室,河南省焦作市 454000王睿★,男,1967年生,汉族,河南省焦作市人,1989年河南师范大学毕业,硕士,主要从事运动人体科学方面的研究。
sqh@中图分类号:R318 文献标识码:B文章编号:1673-8225 (2010)38-07165-04收稿日期:2010-05-20 修回日期:2010-06-28 (20100628011/ZS•Y)人工生物材料及组织工程学手段修复腕关节韧带损伤★王 睿Artificial biomaterials and tissue engineering technologies for repair of wrist articular ligament injuryWang Rui AbstractOBJECTIVE: To summarize and analyze the characteristics of artificial biomaterials intervention for wrist articular ligament injury. METHODS: A computer search was performed on PubMed database (/PubMed) and CNKI database ( / index.htm), using key words of "wrist joint, ligament, rehabilitation, treatment" in English or in Chinese in the titles and abstracts. Articles related to wrist articular ligament injury and treatment, material science characteristics, biocompatibility and its application effect were selected, those recently published or published in the authority journals were preferred to the same field, a total of 22 literatures were included.RESULTS: The wrist joint is a very complex connection system, due to wrist joint physiological structure and biomechanical complexity, exercise-induced wrist ligament injury is common. At present, many studies have been performed addressing wrist ligament anatomy, histology and biomechanics, but few reports the use of artificial biomaterials and tissue engineering means to repair or reconstruct the wrist ligament injury.CONCLUSION: With the advances in cell biology and molecular biology methods and technology, ligament injury repair research has entered a new stage, artificial biomaterials and tissue engineering provide a new research direction for the treatment and rehabilitation measures of wrist articular ligament injury.Wang R. Artificial biomaterials and tissue engineering technologies for repair of wrist articular ligament injury. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu. 2010;14(38):7165-7168. [ ]摘要目的:总结分析人工生物材料干预腕关节韧带损伤的特点。
方法:作者应用计算机检索PubMed 数据库(/PubMed)及CNKI 数据库(/ index.htm),在标题和摘要中以“腕关节,韧带,康复,治疗”或“Wrist Joint ,Ligament ,Rehabilitation ,Treatment ”为检索词进行检索。
选择文章内容与腕关节韧带损伤与治疗手段、材料学特点、生物相容性及其应用效果相关,同一领域文献则选择近期发表或发表在权威杂志的文章,共纳入22篇文献。
结果:腕关节属于非常复杂的连接系统,由于腕关节生理结构及其生物力学的特殊性,体育运动中腕关节韧带损伤较为常见。
目前,国内外已对腕关节韧带做过较多的解剖学、组织学及生物力学特性的研究,但针对腕关节韧带损伤后运用人工生物材料及组织工程学手段修复或重建方面的报告甚为少见。
结论:随着细胞生物学和分子生物学方法和技术的进步,韧带组织损伤修复研究进入了崭新阶段,人工生物材料及组织工程学的兴起为腕关节韧带损伤后的治疗与康复措施提供了新的研究方向。
关键词:腕关节;韧带;损伤;康复;治疗;组织工程;支架;生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.38.033王睿.人工生物材料及组织工程学手段修复腕关节韧带损伤[J].中国组织工程研究与临床康复,2010,14(38):7165-7168. [ ]0 引言腕关节为前臂与手的连接结构,主要作用是使腕背伸、屈及前臂旋转,除由8块腕骨之间所构成的腕骨间关节外,还有桡骨远端与近端腕骨构成的桡腕关节,远侧腕骨与多掌骨近端构成的掌腕关节,以及下桡关节。
桡尺骨远端由掌侧、背侧韧带所附着固定,在桡侧有桡侧副韧带,尺侧有尺侧副韧带,它们都具有加强腕关节稳定的功能。
腕关节既是人体关节中结构复杂、活动频率很高的关节之一,又是上肢在支撑、推力等运动中承受负荷较大的重要部位,故在很多的体育运动中容易发生急性韧带损伤。
从大量研究资料来看,目前运用人工生物材料干预韧带损伤后的愈合与康复手段日趋成熟与多样,为腕关节韧带的康复提供了崭新的研究方向。
作者应用计算机通过对PubMed 数据库及CNKI 数据库进行检索,将目前相关人工生物材料在腕关节韧带损伤康复中的运用研究成果进行综述。
1 资料和方法纳入标准:阐释腕关节韧带生理特点、损伤机王睿.人工生物材料及组织工程学手段修复腕关节韧带损伤P .O. Box 1200, Shenya ng 110004 7166www.CRTER .org制或与人工生物材料对腕关节韧带损伤治疗(康复)相关的文献。
排除标准:重复及较陈旧的文献。
资料提取策略:由作者应用计算机检索PubMed 数据库(/PubMed),检索关键词为“Wrist Joint ,Ligament ,Rehabilitation ,Treatment ”,限定语言种类为English ;同时检索CNKI 数据库(/index.htm),检索关键词为“腕关节,韧带,康复,治疗”,限定语言种类为中文。
检索结果及评价:计算机初检得到346篇文献,阅读标题和摘要进行初筛,排除研究目的与本文无关的文献235篇,内容重复性研究及非核心文献89篇,共22篇文献符合标准,中文13篇,英文9篇。
所有选用的文献均为相关性较强、并在此领域具有代表性和权威性、能及时准确地反应和报道腕关节损伤治疗过程中现代康复医学的研究进展。
2 结果2.1 腕关节韧带生理结构特征 腕关节韧带掌侧较背侧强韧,同时数量也较多。
相邻韧带形成多个“V ”形结构,以加强腕关节的稳定,如桡月韧带与尺月韧带,桡舟头韧带与掌侧三角钩骨韧带,大多角骨第3掌骨与钩骨第3掌骨韧带,掌骨近端2条骨间韧带,背侧桡尺三角韧带与背侧桡三角韧带,背侧桡三角韧带与背侧三角大多角舟骨韧带等,都形成“V ”形结构。
腕掌关节的韧带,第2~5掌骨近端骨间有强韧的“V ”形骨间韧带相连,这与 Dzwierzynski 等[1]报道结果相同。
另外,第4,5腕掌关节韧带较第2,3腕掌韧带要松弛,特别是第5腕掌关节,这样可以使第4,5腕掌关节有一定的活动度,以利于手握物和对掌。
从桡腕掌侧韧带解剖学特点来看,其位于远排腕骨之间的韧带短而强韧,使远排腕骨紧密相连,因而其间少有运动;再者,腕关节的运动主要发生在桡腕关节,该关节的稳定系统主要靠四周关节囊及其韧带来维持[2]。
在掌侧桡腕韧带中,主要由桡舟头、桡月、桡舟月组成了掌侧桡腕韧带复合体,掌侧尺腕韧带主要由尺月、尺三角韧带组成,尺月、尺三角韧带和三角纤维软骨复合体组成了掌侧尺腕韧带复合体。
在实验观察中,尺腕韧带主要是作为一个整体,尺月、尺三角韧带只有通过远端的止点方可将其分离开来,其近端均起自桡尺远侧关节掌侧韧带桡侧及三角纤维软骨复合体掌侧缘,因而与尺骨没有直接的连接[3]。