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基于细胞外基质特性构建三维软骨纳米支架材料及表征
目的 基于细胞外基质特性,制备三维软骨纳米支架材料.方法 将水、三氟乙醇、六氟异丙醇混合作为溶剂,对Ⅱ型胶原(Col-Ⅱ)、玻璃酸(HA)、硫酸软骨素(CS)静电纺丝.测定支架材料的结构、形貌、热学性能、力学性能和疏水性.结果 Col-Ⅱ、HA、CS间存在相互作用,支架材料具有疏水性且保留Col-Ⅱ部分三螺旋结构.在研究范围内,支架纤维光滑细长,纤维直径分布集中.支架材料热稳定性良好,拉伸性能在质量比7:1:1时达到优.结论 制备的三维软骨纳米支架材料具有良好的热学、力学和结构特性,有望应用于软骨修复.
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载积雪草总苷同轴和混纺纳米纤维膜的制备和缓释性能评价
目的 采用静电纺丝法制备同轴及混纺载积雪草总苷的纳米纤维膜,研究其形貌及体外释药行为,为深Ⅱ度烧伤提供新型功能性敷料.方法 采用静电纺丝工艺,制备芯层载积雪草总苷的同轴海藻酸钠／聚乙烯醇-壳聚糖纳米纤维膜.进行处方工艺优化,包括壳层、芯层中聚合物浓度、制备工艺等,同时制备海藻酸钠／聚乙烯醇混纺载积雪草总苷纳米纤维膜.用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射表征纳米纤维.考察载积雪草总苷混纺和同轴纳米纤维膜的体外释药行为.结果 载积雪草总苷同轴纳米纤维膜的优处方是壳层由0.8％海藻酸钠、7％聚乙烯醇混合溶液制备,芯层由含2.5％积雪草苷的3％壳聚糖溶液制备.优工艺是静电电压23 kV,针头和接收屏距离15 cm,壳层溶液推注速度0.8 ml/h,芯层溶液推注速度0.2 ml/h.混纺纳米纤维膜与同轴纳米纤维膜的处方和工艺类似.同轴纳米纤维膜有明显壳核结构,其芯层直径为99.2nm,整个纤维直径为166.8 nm.与混纺纳米纤维比较,同轴纳米纤维膜有药物缓释效果,机制以Fick's扩散为主.结论 同轴纳米纤维膜有明显药物缓释效果,有利于积雪草苷发挥促愈合效果,可用于深Ⅱ度烧伤的治疗.
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静电纺丝纳米纤维在医用敷料的应用及风险评估
静电纺丝技术是制备连续纳米纤维的一种重要方法，该法所制备纤维的直径在数十纳米到微米之间，该技术已逐渐引入医用敷料的生产过程。由于纳米材料独特的理化特性及生物学特性，其在医疗领域的应用引起了极大的关注。本文就静电纺丝纳米纤维在医用敷料方面的研究进展及其带来的安全风险和控制进行简述，以供大家探讨。
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紫杉醇-顺铂联合药物控释系统对肺腺癌细胞系 A549细胞生长的抑制作用
目的：观察以聚碳酸亚丙酯乳液作为纺丝液，采用静电纺丝技术，负载紫杉醇和顺铂制备的载药纤维控释系统对体外培养的肺腺癌细胞系 A549的抑制率，为进一步的动物实验奠定基础，并探讨用于肺癌治疗的可行性。方法体外培养肺腺癌细胞系 A549。分别比较紫杉醇、顺铂和两药联合纤维载药控释系统与其相应的裸药对照组对 A549的抑制率。肿瘤细胞生长抑制率测定采用酶标仪测定吸光度(490 nm 波长)。药物对肿瘤细胞抑制率=(对照组吸光度-实验组吸光度值)/对照组吸光度。结果紫杉醇单药、顺铂单药和两药联合的载药纤维控释系统对肺癌细胞 A549的生长的抑制率均强于相应的裸药组。顺铂单药和两药联合的载药纤维控释系统的肿瘤细胞抑制率随药物浓度的增加而呈明显的上升趋势。结论聚碳酸亚丙酯负载紫杉醇和/或顺铂静电纺丝制备控释给药系统可显著抑制体外培养的肺腺癌细胞系 A549的生长。该给药系统有望实现抗癌药物解剖靶向控释给药。
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复合神经营养因子-3的静电纺丝高分子材料促进兔骨髓间充质干细胞增殖与分化
目的 探讨以静电纺丝技术制备的聚乳酸-羟基乙酸共聚物/-磷酸三钙(PLGA/-TCP)高分子材料与兔骨髓间充质干细胞(rBMSC)的生物相容性,并研究rBMSC在复合神经营养因子-3(NT-3)的PLGA/-TCP支架材料上的增殖与分化情况.方法 选取齐齐哈尔医学院解剖学研究室于2016年7月购买的兔骨髓间充质干细胞.在正常条件下,单独培养的rBMSC为对照组;将rBMSC种植在PLGA/-TCP支架材料上为PT组;以100 ng/mL重组NT-3蛋白刺激的PT组为NT-3/PT组,各组均行成骨诱导实验21 d.利用CCK-8实验于成骨诱导第2、7、14、21天检测各组rBMSC增殖情况;ELISA实验检测各组rBMSC的碱性磷酸酶(ALP)、骨形态发生蛋白-1(BMP-1)及核心结合因子a-1(Cbfa-1)等蛋白含量.结果 相对于PT组,NT-3/PT组的细胞增殖OD值在2 d(0.392±0.027)、7 d(0.594±0.024)、14 d(0.978±0.089)、21 d(1.124±0.045)均明显增高,差异有统计学意义(P<0.01);NT-3/PT组的ALP、BMP-1及Cbfa-1等蛋白含量[(1.525±0.352),(1.678±0.102),(1.104±0.076)pg/mL]均高于PT组[(1.154±0.741),(1.321±0.131),(0.852±0.067)pg/mL],差异有统计学意义(P<0.01).结论 复合NT-3的PLGA/-TCP静电纺丝高分子材料有效促进MSC增殖和向成骨细胞分化.
关键词： 神经营养因子-3 聚乳酸-羟基乙酸共聚物 -磷酸三钙 骨髓间充质干细胞 静电纺丝 -
静电纺丝纳米纤维的制备及其在生物医药方面的应用
静电纺丝是一种制备纳米纤维的简便方法,通过调节电压,流速,接收距离,溶液浓度及溶剂种类等纺丝工艺条件,可以稳定地制备连续等截面的纳米纤维,且纤维形貌,直径大小与分布及其表面织构也可以得到控制.采用特殊的喷丝口结构,运用不同种类材料, 可以制备具有"皮-芯"结构的同轴纳米纤维,并经过一定处理获得空心纤维.在组织工程支架和药物控释等生物医用材料方面有广阔的应用前景.
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用于生化战剂防护服的静电纺丝纳米功能纤维研究进展
介绍了静电纺丝法制备纳米功能纤维防护材料在生物化学战剂防护方面的突出能力与特点，总结了静电纺丝纳米纤维在防护织物方面的应用现状、前景与优势，阐述了纳米功能纤维在提高纺织品对生物和化学战剂的防护能力方面的巨大潜力，综合分析了该纤维主要发展应用难点及其未来重点研究方向。
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静电纺聚合物纳米纤维在骨组织工程研究中的进展
组织工程骨在骨缺损、骨不连及骨折延期愈合等骨骼疾病的治疗中有重要应用前景.组织工程支架是组织工程研究的核心内容之一,静电纺丝制备的纳米纤维以其优异的性能,近年来已开始成为骨组织支架材料的重要研究对象.综述了静电纺聚合物纳米材料包括天然高分子聚合物、人工合成聚合物及复合聚合物纺丝纤维在骨组织工程研究中的进展.提出复合聚合物电纺纤维及其改性是今后骨组织工程支架材料研究的重要方向之一;并探讨了其研究中存在的问题与应用前景.
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独一味药物敷料的构建及其对高原皮肤创伤修复的实验研究
目的 构建一种新型创伤敷料并评价其生物学性能,以期实现对高海拔地区皮肤创伤修复.方法 将独一味与胶原蛋白/聚己内酯(1:1)混合,用0.1%京尼平交联或不交联材料24 h,部分敷料用质量体积分数0.1%京尼平室温交联1 h,用无水乙醇溶液充分洗涤,再用浓度0.1 mol/L NaOH中和10 min,剩余敷料不交联做为对照,自然干燥、密封后用60钴照射灭菌.利用扫描电子显微镜观察材料交联前后的结构;通过体外实验分析交联前后材料的透气性、吸水性、接触角和降解性能.同时选取40只Wistar大鼠(雌雄不拘),鼠龄(3.4±0.3)个月,体质量(180±10)g.对大鼠急进高海拔地区(海拔3670 m)后复制皮肤创伤模型,随机分为2组;对照组用常规纱布治疗,实验组用载药敷料治疗.术后3、7、14 d时,分别利用组织学和免疫组织化学方法观察并评价创伤愈合效果.结果 交联后敷料可见纤维相互交叉粘连,呈纳米纤维状无序排列、分布,纤维的直径为200~600 nm.载药敷料24 h时药物释放率为(83.62±4.23)%.交联敷料吸水率、透气率高于未交联敷料(51.21%±2.55%vs 40.07%±2.55%,90.60%±3.68%vs 84.30%±4.23%),差异有统计学意义(P<0.05).交联敷料降解率、 接触角小于未交联敷料(10.54%±1.73%vs 58.20%±3.62%,10.00° ±0.86°vs 128.00° ±1.75°),差异有统计学意义(P<0.01、0.05).动物实验,实验组创面的愈合率明显高于对照组(P<0.05),且创面组织中CD31和表皮生长因子(EGF)表达水平明显高于对照组.结论 胶原/独一味药物敷料具有良好的物理特性和组织相容性,能有效促进皮肤创伤的修复.
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科学家首次开发出具有三层结构人工血管
近日，上海大学快速制造工程中心开发出一种三层人工血管组织，这种新型的血管组织利用多种分离材料，具有一定的机械强度，并且可以促进新细胞生长。新细胞的生长是目前人造血管面临的主要问题，因为当前的人造血管仅包含有一层或者两层组织结构。开发可以模拟天然血管的合成血管就可以促使新细胞不断生长来替换老细胞，从而形成新血管组织。三层的人工血管模型，即将静电纺丝覆盖于由聚二氧六环酮组成的中间层的两面上，后再对薄片层进行折叠并且吸附形成管状的血管组织。聚二氧六环酮是一种常用于生物医学领域的生物，可降解聚合物。研究者还发现在复合支架上的细胞可以快速增殖。
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兔口腔黏膜上皮细胞与PCL电纺纤维的复合尿道支架的制备及可行性分析
目的 探讨兔口腔黏膜上皮细胞与聚己内酯(PCL)电纺纤维的复合支架用于尿道修复的可行性.方法 用三氯甲烷和无水甲醇体积比5:1的混合液配制25%PCL混合液,通过静电纺丝得到PCL纤维管状支架,在其管腔内种植1.5×105个兔口腔黏膜上皮细胞,然后埋入裸鼠皮下,2周后取出,通过HE和细胞角蛋白抗体免疫荧光染色对该复合尿道支架进行生物学评价.未种植兔口腔黏膜上皮细胞的PCL管为对照组,其评价方法同上.结果 与对照组比较,种植兔口腔黏膜上皮细胞的PCL管展现出良好的细胞化,并且兔口腔黏膜上皮细胞在PCL管腔表面形成了一层致密的细胞层,兔口腔黏膜上皮细胞能够在PCL管腔表面存活增殖.结论 兔口腔黏膜上皮细胞可以作为组织工程化尿道支架的种子细胞来源之一,其与PCL电纺纤维相结合,可以构建适合于尿道修复需要的组织工程替代材料.
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左旋聚乳酸/明胶复合纳米纤维支架在软骨组织工程中的应用
目的 观察静电纺丝技术制备左旋聚乳酸/明胶(PLLA/Gel)复合纳米纤维支架在软骨组织工程中的应用潜力,为其作为软骨组织工程支架提供实验基础.方法 通过静电纺丝技术制备PLLA/Gel复合纳米纤维支架,将其与软骨细胞共培养,通过倒置荧光显微镜、激光共聚焦显微镜(CLSM)、扫描电镜(SEM)等观察细胞、支架及细胞-支架复合物的形态结构;通过MTT实验、生物化学实验等定量检测软骨细胞在支架上的增殖及分泌细胞外基质(ECM)的能力;通过实时定量PCR检测软骨细胞在支架上表达软一型胶原、二型胶原及十型胶原基因的相对定量.结果 静电纺丝PLLA/Gel复合纳米纤维支架为三维多孔结构,软骨细胞能够在此支架上很好的粘附、增殖并分泌软骨特异性的ECM,且能稳定的表达软骨相关基因.结论 静电纺丝PLLA/Gel复合纳米纤维支架对软骨细胞有着良好的相容性,可以作为支架材料应用于软骨组织工程中.
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电纺漏斗网蜘蛛丝纤维性能及体外细胞生物学性能
目的:近年来,蜘蛛丝在基因识别、人工合成以及基因表达上取得的成果,引发了广大研究者模拟天然蜘蛛丝优秀性能的兴趣.采用静电纺技术对制备的漏斗网蜘蛛丝再生纤维膜进行性能检测,为静电纺蜘蛛丝纳米纤维应用于组织工程和生物医学领域提供前期研究.方法:实验于2006-07/2007-03在东华大学生物研究所生物材料室完成.采用电纺技术制备了漏斗网蛛丝再生纤维膜,对纤维膜的表面形态分析,水解性能,热性能,力学性能进行检测.体外与猪动脉内皮细胞共培养,采用MTT法检测对纤维膜细胞的增殖活性,以相差显微镜和扫描电镜观察细胞的形态变化.结果:再生蛛丝纤维膜热分解起始温度为279 ℃;在单轴拉伸时断裂强度和断裂伸长率分别为(3.61±0.18)MPa和 (33.20±4.86)%;内皮细胞能够在纤维表面黏附并显示良好的生长形态; MTT结果显示内皮细胞在材料上增殖活跃,培养7 d后,纤维膜上的细胞增殖为对照组的两倍多.结论:漏斗网蜘蛛丝再生纤维膜显示出稳定的热性能和高的延展性,并能有效促进内皮细胞的黏附和增殖,具有良好的生物相容性.
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比较电纺β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜与聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯膜的生物相容性
背景:以往有很多学者通过发泡法将β-磷酸三钙与明胶复合得到引导组织再生材料,但将其采用静电纺丝技术制成纤维膜的报道很少.目的:制备新型引导组织再生膜,并比较其与聚乳酸,聚丙交酯/乙交酯膜的细胞毒性.方法:采用静电纺丝法制备β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜,通过扫描电子显微镜对纤维膜表面进行观察.通过MTT实验对电纺β-磷酸三钙/明胶膜与聚乳酸,聚丙交酯/乙交酯膜的细胞毒性进行对比.结果与结论:新型电纺β-磷酸三钙/明胶膜为多孔状,β-磷酸三钙颗粒呈结节状附着在明胶纤维表面,纤维直径平均为400～500 nm,分布比较集中,大多在200～500 nm之间.与聚乳酸,聚丙交酯/乙交酯膜及阴性对照之间细胞毒性差异无显著性意义(P>0.05).说明新型电纺β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜细胞毒性较低,基本符合生物材料安全性的要求,有望成为新型的引导组织再生膜材料之一.
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静电纺丝聚膦腈/明胶复合纤维支架的生物矿化行为
背景:虽然静电纺丝高分子纤维的生物矿化研究文章已不少见,但国内外尚无关于静电纺丝聚膦腈及其与明胶复合纤维的生物矿化研究报道.目的:考察聚膦腈/明胶复合纤维支架作为骨组织工程支架的可行性.方法:静电纺丝法构建生物可降解聚膦腈/明胶复合纤维支架,采用5 倍模拟体液,并结合扫描电镜、X 射线能谱、X 射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱等手段,观察其生物矿化行为.结果与结论:与纯明胶的纤维膜相比,聚(丙氨酸乙酯-甘氨酸乙酯)膦腈(PAGP)和明胶混合溶液静电纺丝得到的复合纤维膜,经交联处理后仍能够保持良好的纤维形貌和多孔结构.在采用CO2 平衡的改进5 倍模拟体液中,纯PAGP和PAGP/明胶纤维表面沉积的矿物质都经历了片状二水合磷酸一氢钙前驱体的生成及其向羟基磷灰石转化的过程,但后者由于明胶成分的存在,整个过程发生发展的速度要明显快于前者.而对于纯明胶纤维,其在改进5 倍模拟体液中浸泡24 h 后,所生成矿物质仍主要为羟基磷灰石的前驱体二水合磷酸一氢钙.说明复合纤维中,疏水性PAGP的引入不仅有利于纤维形貌的保持,还能抑制明胶的溶出,使PAGP /明胶复合纤维的矿化性能明显改善.
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静电纺壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维的细胞相容性
目的:静电纺是一种使带电荷的聚合物溶液或熔体在静电场中射流来制备聚合物纳米级纤维的加工方法,采用此种技术制备壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维,并观察其细胞相容性.方法:实验于2006-11/2007-10在东华大学化学化工与生物工程学院生物材料与组织工程实验室完成.①支架材料制备:以六氟异丙醇/三氟乙酸为溶剂体系,采用静电纺制备复合纳米纤维,其中壳聚糖/胶原蛋白的质量比分别为100:0,80:20,50:50,20:80与0:100.②细胞相容性观察:体外接种猪髋动脉内皮细胞,苏木精-伊红染色法观察细胞形态,MTT法检测细胞黏附和增殖情况.结果:猪髋动脉内皮细胞在壳聚糖/胶原蛋白复合纤维表面贴附牢固,外形饱满,多呈长梭形,具有良好的生长形态;MTT法结果显示纳米纤维能够有效地促进内皮细胞在材料表面的黏附和增殖,质量比为20:80材料组细胞黏附、增殖能力强,其次为50:50组.结论: 静电纺壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维具有良好的细胞相容性,可望成为一种新型的组织工程支架材料.
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聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯多孔水凝胶义眼台及静电纺丝包裹物的生物相容性能评价
背景:聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯水凝胶目前已安全应用于人工角膜和人工晶体的制作,但尚无将其应用于义眼台的研究.用静电纺丝制得的纤维,目前在生物医学领域,包括组织工程支架、表面敷料、药物缓释、医用绷带、呼吸面罩等方面已被广泛应用,但作者尚未查到应用于义眼台包裹物的相关报道.目的:实验制备改性聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯水凝胶义眼台和静电纺丝聚氨酯薄膜作为义眼台的包裹物,评价其生物学性能.设计、时间及地点:随机对照动物实验,于2007-04/12在解放军总医院眼科实验室完成.材料:用甲基丙烯酸-β-羟乙酯和甲基丙烯酸甲酯的聚合物单体加入NaCl成孔剂制备多孔水凝胶义眼台;静电纺丝法制备聚氨酯包裹膜:体积分数为75%乙醇浸泡制备同种异体巩膜包裹物.方法:①刺激实验:选取18只Wistar大鼠,随机分为2组,在大鼠脊柱两侧各选4 min×4 mm面积的去毛区,一组使用水凝胶义眼台材料,一组使用静电纺丝法聚氨酯薄膜材料,包扎固定4 h后除去斑贴物,对实验部位的红斑和水肿反应评分.②流式细胞仪检测实验:另取30只Wistar大鼠随机分为3组,分别行静电纺丝聚氨酯薄膜包裹聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯多孔水凝胶义眼台植入术、同种异体巩膜包裹聚甲基丙烯酸-β-羟乙酯多孔水凝胶义眼台植入术、无包裹的单纯多孔水凝胶义眼台植入术.于术前1 d、术后1,7,14,21,28 d采尾静脉全血检测T淋巴细胞亚群CD4+,CD8+的百分比.主要观察指标:实验部位的红斑和水肿反应,CD4+/CD8+的比值.结果:刺激实验显示两种支架材料均未引起动物皮肤明显刺激,符合标准;流式细胞仪检测实验结果表明与植入前相比,各组外周血T淋巴细胞亚群CD4+/CD8+的比值在术后14,21,28 d差异均无显著性意义(P>0.05);眼内植入实验无肉芽肿发生及义眼台排出.结论:静电纺丝聚氨酯薄膜包裹的水凝胶义眼台具有优良的生物相容性.
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小口径人工血管支架材料：问题与前景
背景：小口径人工血管移植后远期通畅率的问题仍然是目前亟待解决的首要问题。
目的：综述小口径人工血管支架材料及制备工艺、小口径人工血管的内皮化研究进展。
方法：应用计算机检索Pubmed数据库(2000至2013年)和万方数据库(2003至2013年)相关文献，中文检索词为“人工血管，小口径，制备，静电纺丝，自组装，内皮化”；英文检索词为“smal-caliber，vascular graft，electrospun，layer-by-layer assembly，endothelialization”。共检索到文献125篇，保留其中41篇进行总结。
结果与结论：目前已有的小口径血管支架材料包括天然生物材料、可降解高分子材料、复合材料及异种生物材料，小口径人工血管支架的制备技术主要有静电纺丝、自组装、快速成型、凝胶纺丝等。而促进小口径人工血管内皮化的方法有很多，不过每种方法都有其缺陷，不能从根本上解决远期通畅率问题。相信随着支架材料的制备技术更加成熟、多元化，人工血管内皮化研究的更进一步深入，小口径人工血管远期通畅率问题将逐步得到解决。 -
基于不同溶剂静电纺再生丝素蛋白组织工程支架的研究与进展
静电纺丝可以制备出具有良好性能的再生丝素蛋白组织工程支架,细胞可以在其上很好地黏附、增殖.相对有机溶剂而言,水作为溶剂的电纺再生丝素蛋白纳米纤维能更好地应用于组织工程支架,这是由于支架中不会残留对细胞有害的有机溶剂.文章从不同溶剂的角度综述了再生丝素蛋白的静电纺丝及其用于组织工程支架的研究进展.
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组织工程皮肤支架材料和种子细胞的研究进展
目的:综述近年来国内外组织工程皮肤种子细胞和支架材料方面的研究进展,介绍了用静电纺丝法制备新型三维纳米纤维支架材料的研究进展及其在组织工程皮肤中的应用前景.资料来源:检索人为第一作者,检索文献时限为1992/2009.检索数据库为CNKI数字图书馆全文数据库,Sciericedirect数据库,I.S.I数据库.中文检索关键词为"组织工程皮肤,创伤修复,种子细胞,支架,静电纺丝".英文检索关键词为"tissue-engineering,skin,wound healing,seed cell,scaffold,electrospunning".资料选择:近年来对皮肤组织工程的研究起着重大影响,以及开启和引领新的方向的重要研究成果.结局评价指标:①与组织工程材料治疗皮肤损伤相关的文章.②与组织工程种子细胞和支架材料相关的文章.③与静电纺丝相关的文章.结果:利用皮肤干细胞的增殖分化特性制备人工皮肤是目前重要的研究方向,较受关注的研究有表皮干细胞、骨髓间充质干细胞、毛囊干细胞和脂肪干细胞等.对于组织工程来说,如何制备出满足应用的细胞对支架的力学性能、物理结构及生物相容性等方面的要求无疑又是一个至关重要的难题.支架材料主要可分为微米级多孔支架材料与纳米纤维支架材料.静电纺丝法是近年来兴起的一种能快速、简便制备纳米纤维支架材料的方法,利用电纺技术制备的支架材料孔隙率高,孔道连通性好,有利于维持创面血运和氧气交换,可有效防止创面水分和蛋白质的流失.结论:组织工程皮肤研究是再生医学的重要组成部分,种子细胞和支架材料基材是其核心的问题.随着生命科学、纳米技术和计算机技术的不断发展和相互融合,对种子细胞之间相互影响、相互调节机制的研究,以及支架材料的构建和性能研究取得了很大进展.
