组织工程的研究现状
组织工程的现状与发展前景
组织工程的现状与发展前景随着生物技术的不断发展，组织工程作为一项重要的生物医学技术，在近年来得到了广泛的关注。
组织工程是通过将细胞、生物材料和生物物理学原理相结合，构建人工组织和器官，以帮助患者恢复生理功能。
它在医学治疗、疾病预防、环境保护等方面都有着广阔的应用前景。
本文将就组织工程的现状和未来发展进行探讨。
一、现状目前，组织工程技术的应用领域主要包括组织修复、器官替代和药物筛选等领域。
利用组织工程技术可以构建出高度仿生的组织结构，以提高组织功能，并减轻疾病症状。
在组织修复方面，组织工程技术可以帮助重建经过损伤的软骨、骨骼、皮肤等组织，促进患者的自愈能力。
例如，在牙科医疗中，组织工程技术可以用于重建口腔黏膜和牙齿等组织。
在医疗美容领域，组织工程技术可以用于生产人造皮肤、眼角膜等美容产品，有效地改善人体外貌和自信心。
在器官替代方面，组织工程技术可以用于构建人工器官，如血管、心脏、肝脏、胰腺等。
这些人造器官可以有效地改善器官疾病的治疗，也可以用于临床上的移植手术。
目前，组织工程技术已经成功地实现了人工肝脏、心脏瓣膜等人造器官的研制。
在药物筛选方面，组织工程技术可以用于构建仿生的动物模型，以模拟人体的各种器官和组织，进行药物毒性测试和疾病治疗的临床前期试验。
这种仿生模型可以更真实地反映人体内部的生命过程，大大提高药物安全性和疗效。
二、未来发展未来，随着技术的发展和进步，组织工程技术将会依靠人工智能和机器学习等高级技术，不断地演化和壮大。
以下是未来组织工程技术的一些发展趋势：1. 生物打印技术的广泛应用。
目前，3D打印技术已经广泛用于组织工程的材料制备和生物结构制造。
未来，随着技术的提高和成本的降低，生物打印技术将会更加广泛地应用于器官修复和替代的领域，并有望实现全人类的器官匹配。
2. 组织工程的高效化和自动化生产。
未来，随着科学家对组织工程技术的更加深入了解，组织工程的制造将更加标准化和自动化。
这样，组织工程技术生产的效率和质量将会更高，加快治疗和药物研发的进程。
组织工程与再生医学
组织工程与再生医学是近年来备受关注的新兴领域，也是未来医学发展的重要方向。
组织工程和再生医学的目标都是通过人工合成或激发人体自身的修复能力来重建或修复受损或丧失的组织或器官，促进人体健康。
本文将探讨组织工程和再生医学的发展历程、现状和未来前景，以及目前面临的挑战和解决方案。
一、发展历程组织工程和再生医学的发展起源于20世纪80年代。
当时，美国科学家在培养室内成功地培育出了人体皮肤细胞，并将它们移植到了另一处的受损组织上。
这项研究开启了组织工程的研究大门。
1995年，美国神经外科医生Iswar P. Singh成功地利用多孔聚无定形酸酯材料制造了一种脊髓支架，用于治疗小鼠脊髓受损。
这是组织工程出现以来的第一次利用材料修复受损组织的实验。
自此以后，组织工程和再生医学的研究取得了长足的进展，产生了大量的研究结果与应用。
二、现状目前，组织工程和再生医学已经成为一个重要的跨学科领域，涉及材料科学、化学、生物学、医学、生命科学等多个学科。
在组织工程和再生医学的研究中，最重要的一项技术就是细胞培养技术。
通过细胞培养技术，可以制造出具有特定功能的细胞和组织，这些组织可以植入到人体中，取代不可逆转的受损组织。
如，经过培养的中耳软骨细胞可以被移植到人体中，修复听力受损的问题。
同时，仿生材料也是中的关键技术之一，通过仿生材料的研究，可以开发出适用于人体的生物材料，用于重建组织和器官的结构和功能。
三、未来前景未来组织工程和再生医学的发展方向主要是围绕细胞、生物材料和生物技术的研究展开。
随着人口老龄化和生活方式的改变，各种器官、组织和肌肉的退行性损伤病症不断增多，因此，再生医学的研究将越来越重要。
一些科学家正在研究如何通过基因编辑技术改变细胞成分，从而促进其更好的生长和分化，提高细胞的治疗效果。
同时，智能生物材料的研究也将进一步发展，用于修复人体组织和器官的更加精准和高效。
四、挑战和解决方案随着组织工程和再生医学的发展，也面临着许多挑战，最大的问题之一是如何确保移植的组织和器官能够生长和发展为可持续的、具有正常功能的结构。
天然支架在软骨组织工程中应用的研究现状
增殖 、分化等优 点 ，但 也 存 在 缺 乏识 别 信 号 ，亲水 性差 ，
对细胞 吸附 能力弱 ，生 物降解 慢 ，引起纤 维 变性 和免疫 反 应 。天然材料最 突 出优点 是无抗 原性 ，生 物相 容性好 ，具 有细胞识别 信号 ，有 利于细 胞粘 附、增殖 和分 化 ，与细 胞 外基质结 构 相似 ，但 也存 在许 多 缺 点 ，如 机 械强 度 不足 、 降解速 度快 以及 大规模 生 产的限制 等 。本 文就 天然支架 在 软骨组 织工 程中的应用现状做如下综述 。
3蚕丝蛋白支架蚕丝是天然高分子蛋白质主要由位于中心的丝素和丝胶外壳两种蛋白组成其中丝素的结构与胶原十分相似具有良好的生物相容性及可调节的生物降解性能具有一定力学强度优良柔韧性吸水性保湿性和透气性等特点与体内细胞相溶性好可广泛用作软骨组织工程支架材料
维普资讯
第 １ 第 ２期 ７卷
Ｖ０ ． ７ Ｎｏ ２ 】 １ ． ２０ ０ ８年 ２来自 Ｆ ｂ．２ ０ ｅ ０８
武 警 医学 院学 报
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天然支架在软骨组织工程中应用的研究现状
Ｐｒ ｓ ｅ ｔｏ ｈ ｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｕ ａ ｃ ｆ ｏ ｄ ｉ ｃ ｒ ｉａ ｅ ｔｓｕ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｏ ｐ ｃ ｎ ｔ ｅ ａ ｌｃ ｔｏ ｆｎ ｔ ｒ ｌｓ ｆ ｌ ｎ ａ ｔｌｇ ｉｓ ｅ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ａ
壳 聚糖是 甲壳素经脱 乙 酰化 反应 而得到 的一种天然 多 糖类有机聚 合物 。壳 聚糖 的分子 量 界于 ５ ０～１０ ０ Ｋ 之 ０ Ｄ 间， 外观呈半晶状态。脱 乙酰度 和 Ｐ Ｈ值 影响着 壳聚糖 的理
器官移植与组织工程技术的发展现状
器官移植与组织工程技术的发展现状近年来，器官移植与组织工程技术的发展取得了显著进展，这一领域正在为医疗行业和患者带来更好的治疗效果和生活质量。
本文将从技术现状、挑战与机遇等方面进行讨论。
一、技术现状器官移植和组织工程技术是一种重要的医疗手段，主要用于治疗器官衰竭、肝、心、肺、肾及胰腺等器官的疾病和损伤。
目前，器官移植技术已经非常成熟，肾、肝、心、肺、骨髓等器官的移植效果都得到了长期的验证和肯定。
同时，随着组织工程技术的发展，越来越多的研究着重于体外构建功能性组织和器官，为没有合适器官移植来源的患者提供希望。
1.器官移植技术的发展器官移植技术的发展，离不开医学、生物和生命科学等领域的协同作用。
近年来，随着移植手术技术不断的改进和完善，移植儿童和老年人的成功率也不断提高，例如：2018年，中国医生为一名90岁的患者进行了部分肝脏移植，取得成功。
此外，由于多种原因，一些器官移植不太受欢迎，如肺和小肠。
但是，最近一段时间，一些新的技术已出现，可以极大的改善肺和小肠的移植问题。
2.组织工程技术的发展组织工程技术的出现，给一些严重损伤的患者带来了希望，特别是那些没有等到器官移植和匹配的人。
目前，体外构建功能性组织和器官的能力已经得到了极大的提高。
例如，美国的bionic pancreas，可以有效地帮助糖尿病患者治疗。
同样，分化中的干细胞、基因修饰技术、人工智能等技术也在大规模应用于此领域。
二、挑战当前，器官移植和组织工程技术的发展尚存在一些挑战，这些挑战包括如下几个方面。
1.器官和组织匹配问题目前，匹配是移植的一个关键问题，在某些情况下，缺乏适合的器官和人体需要的组织，这会影响到移植的成功率。
即使有合适的匹配，仍然需要进行免疫抑制治疗，并可能会出现排异反应。
因此，目前的挑战是如何找到更好的方法，消除移植免疫反应并提高器官和组织的匹配性。
2.器官和组织的可行性问题移植和组织工程领域的另一个挑战是如何建造可行的器官和组织。
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。
新型人工器官和组织工程的研究与发展
新型人工器官和组织工程的研究与发展近年来，随着科学技术的不断发展，人工器官和组织工程的研究逐渐成为了医学领域的热门话题。
作为一种新型医疗技术，它能够为很多患者提供帮助，推动医疗行业的发展。
在这篇文章中，我们将讨论新型人工器官和组织工程的研究与发展现状，以及对人类健康的重大意义。
一、人工器官人工器官是指仿照人体器官结构和功能，采用各种材料或细胞技术，制造出来的人造器官，以取代或辅助不正常的人体器官。
它可以在众多疾病中为患者提供有效支持和治疗，既可以缓解患者的痛苦，又可以提高治疗效果。
目前，已经成功制造出了多种人工器官，如人工心脏、人工肝脏、人工肾脏、人工胰腺等。
1.人工心脏人工心脏是仿照人类心脏的结构和运作方式，采用各种材料、技术制造出来的“人造心脏”，它能够在心脏疾病患者中提供有效的治疗和支持。
其中，法国的CARMAT公司推出的“新一代人工心脏”在临床实验中获得了良好的效果，成为了目前最有潜力的人工心脏产品之一。
2.人工眼角膜人工眼角膜是一种由合成材料或生物材料制成的人造眼角膜，它可以在角膜缺损和失明病人中实现眼角膜的修复和再生，让病人恢复视力。
由于科技的发展，越来越多的新型人工眼角膜产品不断推出，如美国公司KeraMed 的“生物器官复合人工眼角膜”等。
二、组织工程组织工程是指采用材料或细胞技术，通过一系列的操作和加工过程，将人体细胞或其他物质组合成组织或器官的一种医疗技术。
相比人工器官，组织工程更加接近人体自身结构和功能，因此可以更好地模拟真实器官，以更好地提供医疗服务。
1.人工耳蜗人工耳蜗是一种专门用于重听和重言病人的人工耳蜗，它由微型芯片和达30多个电极组成。
这种人工器官通过将声音信号转化为电信号，并将电信号传递到神经中枢，以实现听觉的恢复。
目前，在美国，科学家已经成功地培育出人工耳蜗，这也是组织工程在医学领域的重要代表之一。
2.人造肌肉人造肌肉是一种采用弹性聚合物和人类细胞制成的人造器官，它可以模拟真实的肌肉组织，达到恢复和强化肌肉组织的效果。
组织工程学的现状与未来发展趋势
组织工程学的现状与未来发展趋势组织工程学是一门涉及生物学、工程学和医学的交叉学科，旨在构建人体组织完整的功能单元，来修复和替代受损的组织。
这门学科的发展需要多个领域的科研人员的共同努力。
组织工程学的研究范畴很广，包括纳米技术、生物材料和生物成像技术等。
在现有的科技条件下，组织工程学的未来有着广阔的发展前景。
本文将介绍组织工程学的现状及未来发展趋势。
组织工程学的现状组织工程学的研究目标是建立组织、器官和肢体的生物识别工程学模型。
其中包括生物材料、支架、细胞、分子工程和生物化学等多方面的技术。
目前工程师和科学家们在组织工程学领域已经有了很多重要进展。
生物材料是组织工程学的重要领域之一。
现在的医学材料包括种类繁多的生物材料。
这些材料需要具有良好的生物相容性，以便被人体的细胞和组织所接受。
生物材料可以被制成支架的形状，以支持和促进细胞在其表面的生长和分化。
Cao教授的研究团队使用3D打印技术制造出胶原支架，为自然的细胞外基质提供了有效的支持和生长最优环境。
这种技术已经应用到了牙齿、骨骼和软骨的修复领域，取得了非常成功的效果。
组织工程学研究中的另一个重要领域是生物成像技术。
这是通过高分辨率的成像技术来感知和识别活体组织结构、功能和代谢反应的技术。
生物成像技术应用于组织工程学领域，可以帮助构建更真实和有效的生物组织重建模型。
组织工程学家们已经用MRI、PET和CT等多种成像技术来制作出高质量的生物成像模型。
这样的系统涉及到很多基础技术——例如分子探针、光学技术和生物性传感器等等。
细胞是组织工程学中最基本的单元，是新陈代谢过程的驱动者。
细胞的分化和增殖是组织工程学中必不可少的过程。
在细胞的培养中，组织工程学家们通过微生物的辅助作用、调节蛋白、制造DNA和RNA等手段记录细胞的分化和增殖过程。
奥地利科学家Kehl博士使用了多功能纳米复合材料，成功地将人体内的化学信号传递到细胞里，从而有效地控制了细胞的生长和分化。
组织工程软骨构建的研究现状
积， 利于细胞的贴附、 营养成份的流入及代谢产物排出；三） （
材料逐渐降解、 吸收， 不影响新生成组织的结构和功能， 降解
率与细胞增殖、 分泌基质的速率基本一致；四） （ 具有 良好的 材料不同的处理方法也会对其生物力学近远期特性和生物 表面活性， 利于细胞的贴附并为细胞在其生长、 增殖和分泌 学愈合过程产生明显的影响， 故从 目前少量临床报道看， 问
（ ｏｙｉ ａ ｏｅ Ｐ Ｘ） 聚 羟 乙 酸一聚 乳 酸 混 合 物 ． ｐｌ ｏ ｎｎ ， Ｄ 和 ｄｘ （ ｃ ｍ ｒ。这些合成材料是糖的衍生物， １ ｔ ｅ） ａｏ 吸收缓慢， 完全水 性， 无致畸或致突变作用， 主要依靠水解反应来降解， 非特异 性酶的作用甚微， 最后通过柠檬酸循环经呼吸排出体外， 小 部分通过尿和粪便排出。
形状塑形， 为组织缺损的修复提供了新思维、 新方法。 种子细 溶， 张力高 ， 韧性好， 理化特性稳定， 无毒， 无致热源性及抗原
目前聚羟基乙酸和聚乳酸共聚可得到机械性能， 柔性好 降解速度可改变聚合物框架是 目前这种组织工程领域应用 等问题 Ｊ 。目前人们在寻找理想的物质包埋Ｐ Ａ和Ｐ Ａ Ｌ Ｇ 增加亲水性和对细胞的吸附力［ ； ６ 生物材料表面存在大量的 ］ 生物信息（ 如特殊氨基酸序列 ）有利于细胞的贴附、 ， 生长和
化的纤维蛋白胶作为血液制品， 其传播疾病的可能性是不可 忽视的， 如各种类型肝炎、 爱滋病等。为避免疾病的传播， 有 许多研究报道了用 自身血液 自制纤维蛋白胶， 从而彻底消除 了病毒借血液制品传播的危险。 国内付捷等采用软骨细胞纤 维蛋 白胶混合物修复兔关节软骨缺损取得了良 好的结果［ 。 ４ Ｊ
组 织 工 程 软 骨 构 建 的研 究 现 状
荆 鑫 综述 ， 宝明 审校 史
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・组织工程・组织工程的研究现状张 晨3 张 东3 高景恒3 十九世纪和二十世纪中叶,生物学的两大发现是细胞和DNA的双螺旋结构,标志着细胞生物学和分子生物学的形成,它们是现代医学发展的两个重要里程碑。
近二十年来,在国际上兴起了一门由生物医学和工程学技术相结合的边缘学科,即生物医学工程学(B i om edical Engineering),它的基础研究涉及自然科学的各个领域,并随着自然科学各个学科的进步而取得令人瞩目的进展。
目前,已着手进行人工合成和复制生命物质,并且日趋工程化,这正是现代医学区别于以往生物科学的显著特点,因此可望成为现代医学发展的第三个里程碑。
在人工复制的还原组织、器官的研究方面,一门新的学科正在产生,即组织工程(T issue Engineer2 ing)。
它是应用生物学和工程学的原理,研究开发能够修复、维持或改善损伤组织功能的生物替代物的一门科学[1～3],方法是将体外培养的高浓度的功能相关的活细胞种植于天然的或人工合成的细胞外基质(extracelluar m atrix,EC M),然后将它们移植到动物体内,达到形成新的有功能的组织的目的[4～11]。
1 组织工程提出的历史背景现代外科的发展已使人类替换病损组织的梦想成为现实。
替换物包括异种、同种异体以及自体组织和人工合成物质,但这些替代物由于种种问题而不能满足临床需要;异种组织引起的相当快速的排斥反应;同种异体移植尽管在形态方面与自体移植相似,在术后早期可被宿主短时间接受,但排斥反应不可避免,且组织器官的来源有限;自体组织移植会造成供区损伤以及所能供给组织的局限性;人工合成物质植入后所引起的异物反应,继发感染及裸露等,3 辽宁省人民医院整形外科(辽宁沈阳,110015)这些都迫使科学家们寻求新的、更为理想的组织替代物。
早在本世纪50年代,市场上可应用的营养素(nutrients)和酶可将组织离解为有功能的细胞成份,从而开始体外细胞培养的研究。
细胞工程(Cellu2 lar Engineering)的诞生使大规模细胞培养成为可能。
进入80年代以后,随着组织类型培养技术(h is2 to typ ic culture techniques)的普及,对体外细胞间的相互作用进行了研究,并预示了重建有功能的组织的到来[8]。
2 组织工程的研究现状组织工程一经提出,引起了世界范围的关注。
在美国,从1988年起,就由国家科学基金会(T he N a2 ti onal Science Foundati on),以研究基金和资助方式建立一系列实验室[5]。
日本也发展相应的研究[2,4,12,13]。
1989年在全美力学工程学会(T he Am erican Society of M echanical Engineers)的冬季年会上,日、美两国还就组织工程举行了专题讨论会。
到目前为止,关于组织工程方面的研究主要包括下面三方面内容:①细胞外基质替代物的开发;②种子细胞性质的研究;③组织工程化组织(tissue engi2 neered tissue)对各种病损组织替代的研究。
2.1 细胞外基质替代物的研究组织是由形态相似,功能相关的细胞和细胞间质即EC M所组成,EC M是细胞附着的基本框架和代谢场所,因此,它的形态和功能直接影响其所构成的组织的形态和功能,其替代物的研究也就成为组织工程的研究焦点之一。
2.1.1 人工合成的EC M替代物的研究 常用于组织工程的两种EC M替代物是聚乳酸(po lylatic acid,PLA)和聚羟基乙酸(po lyglyco lic acid, PGA),后者又称聚脂肪酸或聚乙二醇酸[5,7,9,14～17]。
由于这两种聚合物(po lym er)在体内能够逐步分解为小分子,并通过体内代谢排出,因此称为人工合成的生物可降解性聚合物(synthetic bi odegradable po lym er),亦称生物可吸收性人工聚合物(bi oabo rbable artificial po lym er)。
PLA在体内降解后生成乳酸,是体内糖代谢的产物,它有三种异构体,即P2L2LA,P2D2LA和P2DL2LA。
PGA在体内降解后生成羟基乙酸,易于参加体内代谢。
其它用于组织工程的EC M替代物有羟基磷灰石(hydroxyapatiet)、聚酣(po lyanhydrides)和聚乙磷酸二酯(po lypho sphoesters)。
应用这些EC M替代物的聚合物模板为植入的细胞提供了可控制的环境,并控制细胞的生长。
它可以做为人工合成的基膜(basem ent m em brane)用于细胞附着并成为移植复合物的内在结构。
使用人工聚合物可以不断向聚合物上增加侧链,这样在聚合物分解后仍可向细胞输送营养和激素[8]。
从这种形式上讲,这种聚合物模板也是人工合成的聚合物框架(synthetic po lym er scaffo lding)或是人工合成的聚合物基质(syntheticpo lym er m atrix)。
V acanti[18]使用人工合成的生物可吸收的聚合物作为基质,选择性地移植了肝细胞、胰腺细胞和肠细胞,肝细胞和肠细胞移植成活,但未能证实这些细胞在新的环境下是否发挥了功能。
C i m a[5]用同样的方法证明了肝细胞和软骨细胞都可用此种方法移植到小动物体内。
M iko s[19]研制了分层三维生物可降解泡沫,这种具有精确解剖形态的聚合物,种植细胞后可以重建和再生组织及器官。
已进行的研究表明,在设计这种细胞移植载体时,应考虑下列四点:①聚合物的表面化学和表面微结构,它们影响细胞的附着、生长和正常的功能;②聚合物的渗透性(po ro sity)和宏观尺度(m acroxcop ic di m ensi on),这些因素影响移植细胞的营养和运输;③形态,影响如软骨类组织移植后的形态;④受区的选择,因植入物可能的血管化程度而影响其体积。
现在为止,取得最佳效果的替代物是由直径15Λm间隔150～200Λm的聚羟基乙酸纤维组成的厚度为100Λm左右的无纺网(nonw ovenm esh)[7～10,20]。
作为EC M替代物,聚合物仍有其不足之处。
首先,聚合物作为一种人工材料是一种异物,植入体内可引起不同程度的炎性反应[18]。
其次,它也同样会遇到医用硅胶所遇到过的问题,免疫原性问题,致癌性问题[21]。
2.1.2 天然的细胞外基质的研究 EC M的主要成份为基质和纤维,前者布满纤维与细胞之间,起到调节细胞外液的化学组成,促进创伤愈合和润滑作用。
主要成份是氨基多糖(又称粘多糖)。
后者则由胶原纤维、弹性纤维和网状纤维组成,组成的比例依组织的不同而各异,但这三种纤维的主要组成部分是一种为胶原的蛋白质,因此不难想象,胶原可以作为细胞工程中EC M支架(scaffo lding)。
在人工皮的研究方面,Bell等1981年和1983年,先后将新生儿包皮细胞和真皮的成纤维细胞与牛的EC M 型胶原混合,上面附以人的表皮细胞制造出人工皮。
随后将其用于临床试验和化妆品的毒性试验研究。
Yannas等开发出另一种真皮,它是一种多孔的胶原基质模板(h ih ly pouous co llagen m a2 trix temp late)将其覆盖在创面上,周围的组织内成纤维细胞向模板的孔内渗透并产生新的胶原,此时植入的基质慢慢地溶解,创伤周围的上皮细胞向中央生长覆盖创面。
在人工血管的研究方面,W einberg[14]用胶原和培养的血管细胞制作出血管模型。
M atsuda[4]以胶原纤维基质和硫酸软骨素B的复合物作基底膜,胶原纤维网相嵌肌细胞为肌层,研制出人工血管。
但是,在天然的细胞外基质的研究方面,尚有不同来源的蛋白基质的力学性质较差,生理学性质不稳定和外来胶原所引起的免疫反应等问题未能解决。
2.2 对种子细胞的研究组织的主要成份是形态相似,功能相关的细胞。
移植后的组织工程化组织能否实现被替代组织的功能,种子细胞(sceded cell)能否适应受区的环境,种子细胞的浓度对组织工程化的影响,是研究中的一个焦点。
替代血管(substitute blood vessel)能否适应血管系统本身的动力作用产生的力学环境的影响,直接影响其植入后的功能。
Kanda[12,13]将牛主动脉的平滑肌细胞、成纤维细胞和内皮细胞种植在聚氨甲基酸乙酯透明弹力膜上,用振幅为5%～20%、频率为15～120R P M的拉力作用24h,结果发现,受力细胞与拉力成直角,且与细胞种类无关,平滑肌细胞和成纤维细胞的反应较内皮细胞的反应快,但细胞的形态没有变化。
种子细胞的浓度对组织工程化的组织有一定的影响。
Puelacher[17],将牛软骨细胞分别以每毫升2, 10,20及100万个细胞种植入10mm×10mm×0.5mm的人工聚合物框架上。
95.6%的移植物有新软骨形成,无细胞种植的移植物,无软骨形成。
植入后显示浓度为每毫升10,20及100万个细胞的软骨湿重、厚度明显增加。
组织学分析显示细胞出现在自体嗜碱基质包绕的陷窝内[17]。
2.3 组织工程还原的组织探索组织工程的最终目的是在体外预制组织、器官,并将这种有生机的具有功能的组织器官植入体内以取代因疾病、损伤而无功能的组织。
2.3.1 仿真组织还原 仿真组织还原即用组织工程的技术,从形态、宏观、微观结构及其功能方面整体还原组织,主要包括软骨、骨、皮肤和血管。
软骨组织是文献报道最多的用于组织工程的组织[5～11,17,20]。
因软骨只含有一种细胞即软骨细胞,这种细胞可以大量分离出来并易于成活,软骨细胞的耗氧最低,是肝细胞耗氧量的2%,在活体内可以不需要血管而通过扩散作用获得营养。
杀死动物数天后仍可以从其体内获得软骨细胞并大量繁殖。
软骨细胞在适宜的培养基中,4℃冰箱内可保存30d,且具有功能。
Sittinger[22]用细胞聚合物复合体(cell2po lym er)体外培养后,通过电子显微镜观察,发现试管内有典型的三股螺旋结构的胶原纤维,对分化的软骨细胞和 型胶原特异的单克隆抗体可使软骨细胞和细胞间基质着色,从而证实这种方法可使软骨还原。
随着软骨组织工程的实现,用来替代承重的关节面软骨、气管软骨、全关节成形、软骨替代骨鼻中隔软骨等[5～9,11,12]动物实验研究先后报道。
值得一提的是V acanti用组织工程技术按预先设计的人耳形态预制了人耳软骨,使得在体外按照预先设计形态重建缺损组织移植物成为可能。
骨组织的组织工程是用取自骨膜的成骨细胞种植于聚合物基质(po lym er m atrix)进行了还原。
他们首先将细胞一聚合物放入培养基中培养,10d后培养基上清液分析证实骨钙素(o steocalcin)存在,从而肯定了成骨细胞具有功能。