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脱细胞神经基质材料在周围神经修复中的研究进展
脱细胞神经基质是天然的神经支架结构,即采用适当方法去除同种异体(或异种)神经中的细胞及髓鞘成分,保留各层神经膜性结构支架。脱细胞基质构建的人工神经具有以下特性:可接纳神经轴突长入,对轴突再生起机械引导作用,残留部分生物活性因子。各种物理方法尽管取得一定的效果,但均无法清除细胞和髓鞘崩解产物,也即无法根本上降低移植物的抗原性,从而制约了这些方法的应用。应用三硝基甲苯X -100和脱氧胆酸钠溶液脱细胞较为彻底。既往研究表明,脱细胞神经进行宿主再细胞化后进行异体神经移植修复大鼠周围神经较短缺损,效果与不进行宿主再细胞化的脱细胞神经无显著性差异。在修复较短缺损(<3 cm)时,可能再细胞化意义不大,修复较长缺损(>3 cm)时,再细胞化可能会弥补宿主细胞迁移能力的不足。建立标准化、可普遍接受的动物实验研究模式非常必要。选择大动物为实验对象,力求尽可能接近人体生理功能;建立对损伤和修复效果的评估标准,获得大量有效、可靠的实验数据,将使实验研究成果更具实际意义和临床应用价值。
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美罗培南-海藻酸钙微球的制备与性能评估
目的:针对野战条件下的外伤感染,研制一种高效、安全、易用而且具有良好生物相容性的新型外用抗感染复合材料。
方法:本研究以天然高分子海藻酸钠、无水氯化钙为基质材料,采用静电液滴法和不同的生产工艺,制备美罗培南-海藻酸钙微球,并对其包封率、载药量、膨胀性及体外释药性进行检测,并模拟药敏试片法对其抑菌效果进行评估。 -
组织工程方法修复关节软骨缺损
骨性关节炎或外伤等造成软骨丢失而引起的关节疼痛是中老人残疾的重要原因.关节软骨自身修复能力十分有限,因此,关节软骨损伤通常会导致更严重的关节软骨退变[1,2].骨科医生们采用软骨下骨钻孔、微骨折、软骨移植、自体软骨细胞移植等方法来修复和重建关节软骨,许多技术已被广泛应用于临床,并且取得了良好的短期随访结果.组织工程学科的兴起为关节软骨修复提供了新的选择,其基本原理为体外培养扩增的细胞结合基质材料构建出新的软骨组组织以供移植.本文就关节软骨修复的现状,尤其是组织工程方法重建软骨的方法做一综述.
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脱细胞基质材料生物补片治愈无张力疝修补术后感染一例
目前,无张力疝修补术已经成为腹股沟疝的主要治疗方式[1].随着材料学的发展,修补材料的组织相容性越来越好[2].与传统手术比较,伤口感染率差异无统计学意义,然而一旦发生术后感染,处理方法相对于传统手术复杂、棘手[3].我院使用脱细胞基质材料生物补片治愈无张力疝修补术术后感染1例,现报告如下.
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脱细胞真皮基质材料的研究及应用
脱细胞真皮基质(acellular dermal matrlx,ADM)的研究经历了漫长的过程,1985年Heck等[1]报道应用异体真皮作为自体表皮的移植载体,将二者复合移植于动物模型和烧伤患者的切痂创面,取得了较好的创面修复和抑制瘢痕增生的效果.
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骨组织工程中细胞外基质材料的选择
成骨细胞种植的细胞外基质材料的选择是骨组织工程研究中的关键环节,也是限制骨组织工程研究进一步发展的主要因素之一。理想的骨组织工程细胞外基质材料的要求有[1,2]:(1)良好的生物相容性:除满足生物医用材料的一般要求,如无毒、不致畸等之外,还要利于种子细胞粘附、增殖,降解产物对细胞无毒害作用,不引起炎症反应,甚至利于细胞生长和分化。(2)良好的生物降解性:基质材料在完成支架作用后应能降解,降解率应与组织细胞生长率相适应,降解时间应能根据组织生长特性作人为调控。(3)具有三维立体多孔结构:基质材料可加工成三维立体结构,孔隙率好达90%以上,具有高的面积体积比。这种结构可提供宽大的表面积和空间,利于细胞粘附生长,细胞外基质沉积,营养和氧气进入,代谢产物排出,也有利于血管和神经长入。(4)可塑性和一定的机械强度:基质材料具有良好的可塑性,可预先制作成一定形状。并具有一定的机械强度,为新生组织提供支撑,并保持一定时间直至新生组织具有自身生物力学特性。(5)良好的材料-细胞界面:材料应能提供良好的细胞界面,利于细胞粘附、增殖,更重要的是能激活细胞特异基因表达,维持细胞正常表型表达。目前,在骨组织工程研究中应用的细胞外基质材料主要有生物类材料、生物陶瓷类材料、聚合物类材料以及复合类材料。以上述要求衡量,这些材料各具优势和不足,现综述如下。
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细胞外基质材料在胸心外科组织工程领域的研究进展
组织工程学[1]是通过人为干预组织再生过程获得可以治疗病变的组织或器官.生物组织是由细胞、细胞外基质和信号系统构成.组织工程学主要是从种子细胞、支架材料以及两者之间的相互作用三方面对生物组织重构进行研究.组织工程选择种子细胞和支架材料的主要标准和研究目标是相容性、无免疫原性和无促凝活性.更重要的是,应该具备合适的力学性能,能够生长和修复,其中支架材料是仿生学模拟的主要靶点,支架与细胞的相互作用是核心环节.然而,支架材料研究进展的滞后严重影响着组织工程的应用研究,主要表现在细胞与支架材料的相互作用不够协调,支架材料不能提供足够的细胞黏附、增殖、分化的结合位点和分子信号[2],从而导致支架细胞化不完全,新合成的细胞外基质合成机械力学强度不够,同时,炎性细胞的浸润、组织纤维化都能破坏已形成的细胞外基质.
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组织工程化皮肤研究新进展
组织工程化皮肤是指运用工程及生命科学的原理和方法构建出的用于修复、维持和改善损伤皮肤组织功能的替代物;其核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体。理论上,组织工程化皮肤应具有如下功能:①作为损伤皮肤的替代物;②作为基质植入宿主体内并生长;③或作为含药理成分的化学刺激物,促进创面愈合[1]。但现阶段,还不能作为永久性的皮肤替代物。本文对以胶原为细胞外基质材料所形成的组织工程化皮肤的研究进展作一简要综述。 一、胶原作为细胞外基质材料及特点 胶原蛋白是真皮结缔组织的主要成分,占皮肤干重的70 %,具有天然的抗拉性、抗张力性、低抗原性、良好的生物相容性及完全的生物可降解性,还在细胞(尤其是成纤维细胞)表面黏附、趋化、生长、分化及介导免疫反应等方面起重要作用,是良好的皮肤组织工程的支架材料[2,3]。胶原类材料包括动物胶原和同种胶原。前者主要来自牛真皮、牛的跟腱、牛眼水晶体、大鼠尾腱、豚鼠真皮等;后者由尸体真皮提供胶原材料。现已知胶原作为细胞外支架材料特点如下:①黏附性好,利于细胞的生长和基质的沉积,血管再生及上皮细胞附着;②胶原取材于动物或人尸体皮,作为异物,仍存在排斥反应,导致严重的后果;③胶原类材料降解情况受局部因素影响很大,降解速度可控制性不如人工聚合物。胶原主要是被组织中的酶类降解,胶原酶为机体的主要溶解酶类,创面愈合过程中,胶原酶活性往往增加;④胶原材料具有适宜的孔径,保持了天然的渗透性,适合营养物质、生物因子等的扩散和血管长入;⑤具有创面止血和缓解疼痛的作用;⑥存在微生物如HIV病毒等的污染危险性。
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三维培养体系下肿瘤细胞放射抵抗与增敏的研究进展
三维细胞培养是一种新型的体外培养方式,该体系能够模拟体内细胞生长的微环境,使细胞表现出更接近于体内的状态与功能.目前,三维培养体系已广泛应用于组织工程和肿瘤细胞生物学等研究领域.放疗是肿瘤治疗的重要手段,肿瘤细胞的放射抵抗是导致治疗失败和复发转移的主要原因.肿瘤细胞在三维培养体系下能够表现出体内肿瘤组织内部细胞的抵抗特性,因此利用三维培养体系对肿瘤细胞放射抵抗作用与机制进行研究,鉴定调控肿瘤放射抵抗的关键因子,是增加放射敏感性和提高放疗效果的关键.这篇文章将对近年来在三维培养体系下,肿瘤细胞放射抵抗和增敏的研究进展做一综述,为相关研究提供参考.
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牙周组织工程研究进展
牙周骨移植、引导组织再生(guided tissue regeneration, GTR)为牙周病治疗和牙周缺损修复带来新的希望,但在恢复牙周组织的生理结构和功能上还远未达到所期望的目标.组织工程学是近年来发展起来的一门新兴边缘学科,其基本方法是将体外培养的高浓度、功能相关的活细胞种植于具有良好生物相容性和生物降解性的细胞外基质材料上,经过一段时间的培养,将这种细胞与生物材料复合体植入机体病损部位以形成新的具有其原来特殊功能和形态的相应组织和器官,达到修复创伤和重建功能的目的.将组织工程技术引入牙周组织再生治疗,为牙周病的治疗和牙周缺损的修复开辟了新的研究空间.
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N-乙酰半胱氨酸改良树脂基质材料细胞毒性的研究进展
随着口腔材料学的不断发展,树脂基质材料与牙髓、牙龈以及根尖周组织接触的概率大大增加,其安全性一直为人们所关注.然而,动物和人体组织病理学研究均发现树脂材料的单体成分可引起细胞基本结构,如细胞膜完整性和细胞功能酶活性改变,导致细胞死亡[1-2];树脂单体成分的细胞毒性所引起的持续炎症反应和细胞基质玻璃样变可进一步阻碍组织修复[3].
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骨组织工程中细胞因素的概述
现阶段利用组织工程进行骨修复是骨组织缺损治疗的热点和发展方向.骨骼的组织工程修复需要3个基本的生物学要素之间的交互作用,包括细胞外基质即生物支架、细胞、生长因子.而在这3个要素中,细胞的选择和整合在基质材料上是骨组织工程修复骨缺损中关键的一环.
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新型骨基质材料的研制及其细胞相容性评价
骨基质材料的构建是限制骨组织工程学发展的"瓶颈”,寻找理想的基质材料已经成为骨组织工程学者的共识[1].我们将有机成分和无机成分通过合适的方法进行交联,制成一种多孔的有机-无机复合类新型骨基质材料(new bonematrix material,NBM),并以生物活性玻璃陶瓷材料(bioactive glass eeravnle,BGC)作对比,初步观察NBM材料与兔骨髓基质干细胞(bone marrow stromal cell,BMSC)体外复合培养情况,为该材料的进一步改良提供相关实验依据.
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骨组织工程学对骨缺损修复研究的进展
因多种疾病(如骨坏死、肿瘤、创伤、感染及先天畸形等)引起的骨缺损临床常见,但治疗困难.近二十年来,应用生物学和组织工程学的原理,将体外培养的高浓度的种子细胞种植于天然或人工合成的细胞外基质载体上,并复合诱导因子,然后移植于体内,达到形成新的有功能的组织的目的[1].本文就骨髓基质细胞、基质材料及生长因子的特点、作用以及在实验、临床应用方面对骨组织工程学的研究作一综述.
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组织工程化肌腱
文章对组织工程肌腱的研究进行系统阐述.对细胞外基质材料如聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)及二者共聚物(PLGA)、胶原蛋白、葡胺聚糖、几丁质等和种子细胞如间充质干细胞(MSC)、成纤维细胞、人胚腱细胞等研究进展做了评述,提出体外构建的人工肌腱也必须完成细胞与材料的相互作用才能形成具有活力的肌腱组织.同时综述现在的研究热点是基质材料的智能化、细胞材料复合体的冻存等.
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基因强化组织工程在牙髓牙本质复合体和牙周组织再生中的应用研究进展
基因强化组织工程(gene-enhanced tissue engineering)是利用基因转染技术将编码蛋白因子的目的基因转染种子细胞或生物活性基质材料,使转染的细胞或基质表达目的基因,终在体内促进靶细胞的增殖、分化及发挥正常的生理功能,从而促进组织的修复和重建的一种方法.
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骨组织工程研究进展
组织工程学是一门应用工程学和生命科学的原理和方法,以载体结合被分离细胞,并能在宿主体内降解释放细胞,形成新的有功能组织的科学.近年来应用骨组织工程临床治疗骨缺损成为目前研究的热点,可以减少自身骨移植的供区损伤,也可避免同种异体移植供体来源有限和不可避免的免疫排斥反应.目前骨组织工程的研究主要包括:细胞种植基质材料的研究开发,种子细胞的体外培养,组织培养中各种因子的调控作用.
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骨髓基质细胞源性软骨细胞复合聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物修复兔关节软骨缺损
背景:作为软骨组织工程的基质材料在体内降解过快或过慢,影响组织再生及塑形改建,是长期困扰学者们的难题之一.目的:在体外将骨髓基质细胞扩增、诱导为软骨细胞后,探讨以聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物为载体修复兔关节软骨缺损的可行性.设计、时间及地点:同体对比观察实验,于2002-06/2008-06分别在解放军第四军医大学全军骨科研究所及解放军空军总医院中心实验室完成.材料:选取2月龄新西兰兔36只,自双侧股骨转子处抽取骨髓4-6 mL,行原代及传代培养,传代培养时培养液中含骨形态发生蛋白2(100 μg/L),培养瓶底预涂高分子透明质酸诱导为软骨细胞.调整第3代细胞浓度为2.0×10~(10)L~(-1),与聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物共培养24 h,即制成聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物.方法:在36只兔髌股关节股骨髁部造成直径4mm,深达髓腔的缺损,在右侧36个膝关节植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物-细胞复合物,为实验组,左侧18膝植入聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物,为单纯载体组,另18膝造成缺损后作为空白对照.主要观察指标:术后4,8.12,24周取材,行大体及组织学观察,组织学评分.结果:单纯载体组与空白对照组在各时间点大体及组织学表现相似,故一并描述,统称为对照组.24周时实验组缺损内充填白色半透明新生软骨组织,色泽与正常软骨相似,质韧,表面平整,与正常软骨界限消失,表面细胞平行于关节面,深层细胞排列紊乱,有柱状排列的趋势,基质异染广泛,软骨下骨形成及潮线恢复正常,与周围正常软骨连接良好.对照组缺损边缘细胞呈团块状增生,底部为纤维组织.组织学评分经统计学分析,24,12周分别与8,4周时比较差异具有显著性意义(P<0.01),各时间点实验组与对照组比较差异具有显著性意义(P<0.01).结论:用骨形态发生蛋白2和高分子透明质酸成功地在体外将骨髓基质细胞诱导为软骨细胞;聚乳酸/聚羟基乙酸共聚物在新生软骨形成的同时,逐渐降解吸收,是组织工程修复关节软骨缺损适宜的支架材料.
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骨髓间充质干细胞在软骨组织工程中的应用
骨髓基质干细胞应用于软骨组织工程已近20年,这方面的研究也成为干细胞领域的研究热点.本文通过检索文献对骨髓间充质干细胞在软骨组织工程中应用的情况、取得的新进展及面临的主要问题作一综述.随着分子生物学、生物材料学、计算机及纳米生物技术的发展,以骨髓间充质干细胞为种子细胞复合生物材料支架构建的组织工程软骨在修复关节软骨缺损中将具有广阔的应用前景.
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本期继教园地思考题
(下面各题中哪一项答案是错误的 ) 1.组织工程研究主要包括以下几方面的内容: A.细胞外基质替代物的研究 B.种子细胞的培养和对材料的要求 C.组织工程化组织对病损组织替代物的研究 D.异体同种器官移植的研究 2.以组织工程为应用目的的生物材料应符合以下要求: A.表面能使细胞粘附并生长 B.植入体内后,高分子材料及降解产物不会引起炎症及毒副作用 C.材料能加工成三维结构 D.材料孔隙率不得低于 90% E.在完成组织再生后,高分子能立即被机体吸收 F.高分子支架的降解速率应控制在与不同组织细胞再生速度相匹配 H.不能被强酸强碱侵蚀 3.目前可用成骨细胞种植基质材料的生物可降解聚合物主要有: A.PLA B.TGA C.聚偶磷氮 D.聚原酸酶 E.PCL F.聚酯尿烷 G.聚酸酐亚共聚 H.PHD I.酯肪酸