组织工程角膜的基础研究和临床应用现状

近年来,组织工程角膜,尤其是组织工程角膜上皮和基质方面的研究取得了很大进展,在动物水平或临床应用中也取得了较好的治疗效果,但在标准化、眼表严重损伤的治疗效果和远期治疗评价等方面仍有一些重大科学问题尚未解决。本文对组织工程角膜的基础研究和临床应用情况进行介绍,并对存在的问题进行了讨论。     

组织工程的突破与挑战——组织工程国家工程中心科研进展

组织工程技术已被普遍认为是解决组织、器官缺损修复与功能重建的有效手段,它的飞速发展依赖于细胞学、材料学、工程学、临床医学等多学科的交叉渗透.作为组织工程的三大核心,种子细胞、生物材料、组织构建各方面的突破,为组织工程技术的发展奠定了基础.组织工程国家工程中心近年来围绕上述核心开展了系列研究,通过研究胚胎干细胞、成体干细胞、同种异体干细胞、以及发育同源细胞替代的探索,为解决种子细胞来源问题提供了多种选择;生物支架材料的开发,为细胞增殖分化、组织再生提供理想的支持与空间,而生物反应器的开发与应用,进一步提高了组织构建技术,为促进组织的体外形成、重塑和功能成熟创造了条件.在此基础上,开展了大动物体内组织构建和缺损修复的研究,形成了以应用为目标的研究特色,并成功将部分技术应用于临床治疗.本文将对组织工程国家工程中心已有进展做简单介绍并对面临的挑战进行分析.     

内皮祖细胞在血管组织工程研究中的应用现状

组织工程血管是修复紫绀型先心病右心室流出道的潜在替代材料,实验研究表明外周血内皮祖细胞(endothelial progenitor cell,EPC)可作为构建组织工程血管的良好种子细胞。现阶段国内外对组织工程血管的研究方兴未艾,EPC在血管组织工程研究中的应用还处在体外培养或动物实验阶段,尚无临床应用报道。近来某些基础研究的成果对于新生血管的形成和EPC的自动募集机制有了合理的解释,其中缺氧被认为是重要的始动因素,这些研究成果也为EPC作为种子细胞应用于血管组织工程提供了理论基础。所以,阐明EPC的低氧诱导机制及其在血管组织工程的应用必将有助于复杂紫绀型先心病的外科治疗。本文主要介绍了目前该领域研究现状及相关研究基础的进展,并总结提出了在EPC研究和未来临床应用中需解决的问题。     

组织工程研究的进展

组织工程从提出到现在不过10年的历史,但在世界范围内引起高度重视,许多国家已将它列为“经济的新增长点”,投入了相当的人力和财力进行研究,成果斐然.我国也有相关的研究课题开始运行.第二届组织工程学会于1998年在美国召开,会上发表了组织工程的最新研究成果.作为抛砖引玉,总结了有关组织工程研究的进展,并提出保证工程组织的功能化是值得深入研究的问题.     

组织工程皮肤发展现状

组织工程皮肤从概念提出至今技术发展迅速.本文对现有的组织工程皮肤进展展开论述,组织工程皮肤主要分3大类:由种子细胞和支架材料体外三维构建培养的组织工程皮肤、由细胞组成的组织工程化皮肤和由支架材料构成的组织工程化皮肤,根据其结构组成、形态或来源又分成2~3种,每种选1~3个代表具体描述.然后针对现有组织工程存在的再生修复性能不足、细胞来源受限、生产运输成本过高等技术问题进行分析讨论,同时就目前国家对该领域的管理办法进行了讨论和建议,并提出了组织工程皮肤的一些非移植性扩展应用.通过对组织工程皮肤领域技术成果的总结、技术问题与现有研究热点的讨论和未来前景的分析,希望能更好地促进该领域发展.     

我国率先成功构建人体内软骨组织

国家“973”计划“组织工程的基本科学问题”项目首席科学家 ,上海第二医科大学曹谊林教授日前在接受记者采访时表示 ,在“973”计划、国家自然科学基金等的支持下 ,近年来 ,针对软骨组织工程研究中的国际性难题和关键性问题 ,我国科学家已经在软骨组织工程的基础研究和应用基础研究方面取得了一系列成果 ,并首次在世界上成功地在人体内构建出软骨组织 ,开创了软骨组织工程临床应用的先河。摘自《科学时报》2 0 0 3年 3月 10日我国率先成功构建人体内软骨组织     

组织工程的临床研究——组织工程连载之五

组织工程研究涉及的临床科室包括骨科、普外科、五官科、康复医学科、泌尿科、口腔颌面外科、神经外科、整形外科、胸外科、眼科、肝胆外科、血管外科;涉及的组织器官有:神经组织、肝脏组织、角膜组织、膀胱组织、血液、韧带、耳朵、生殖道、手、脂肪、乳房、心脏、肾脏、胰腺、管状组织(用于建造肠管、食管、气管、血管、肾和尿道等)等.其中皮肤组织、软骨组织、骨组织等的研究应用较为成熟.从最初工程化组织或器官的立项研究到最终批准临床应用,这是一个漫长的过程,需要众多不同学科的科研人员共同努力.随着基础研究和临床应用的深入发展,现代组织工程正在成为治疗组织、器官衰竭的有效疗法和辅助手段.     

细胞膜片技术在组织工程中的应用

细胞膜片技术在组织工程中显示了良好的应用前景。与传统胰酶消化收集细胞的方法相比,运用该技术收集到的细胞保留了体外培养过程中分泌的胞外基质、建立的细胞-基质连接以及细胞间连接等结构。目前细胞膜片技术已被应用到角膜、食管、心脏、牙周韧带及软骨等多种组织修复中。然而,应用细胞膜片技术构建富血管化的大块组织、细胞膜片技术的工业化进程及基于细胞膜片技术的再生医学被大众所认知和接受仍是其在组织工程中面临的挑战。本文就细胞膜片技术在组织工程中的研究现状及最新进展作一综述,并寻求出其在临床及基础研究中的进一步发展方向。     

组织工程的诞生与发展——组织工程连载之一

传统器官移植受到器官来源、伦理以及机体免疫排斥等方面的限制而难以满足临床治疗需要。为了应对不断的挑战,组织工程得以诞生和发展。最初组织工程的含义是联合使用细胞、支架材料和生物活性因子以促进组织的修复和再生方面的研究和应用,随着研究的深入组织工程的概念得到不断发展。现代组织工程学是一门利用工程学和生命科学的原理,研究和开发具有生物活性的人工替代物,以维持、恢复或提高人体受损组织的功能的交叉学科。自诞生20多年来,组织工程的发展大致经历了三个阶段。再生医学是现代临床医学的重要分支,与干细胞和组织工程具有密切的联系。组织工程是完美的组织器官再生,是再生医学的关键研究领域,体现了再生医学的主要发展方向。再生医学的理论和技术方法促进了组织工程的发展。     

丝素蛋白/壳聚糖复合材料在组织工程中应用的研究进展

丝素蛋白(silk fibroin,SF)和壳聚糖(chitosan,CS)具有良好的生物相容性和可降解性,然而单一组分的SF和CS支架材料的诸多缺点限制了其在组织工程研究中的应用。SF/CS复合材料克服单一组分SF和CS支架的缺点,具有力学性能优良、可塑性好、孔隙率及孔径可调和组分优势互补等特点。多种方法制备的SF/CS复合材料(微米/纳米颗粒、膜、纳米纤维、水凝胶和三维多孔支架)已用于骨、软骨、皮肤、神经、脂肪、心脏和角膜等组织工程或组织损伤修复的研究中。目前,国内外对于SF/CS复合材料在组织工程中应用的研究尚处于起步阶段。主要对SF/CS复合材料的特点、制备方法以及在多种组织工程中应用的研究现状进行了简要介绍。     

组织器官三维构建及原位组织工程概念——组织工程连载之四

组织器官三维构建就是把种子细胞和支架材料结合而获得设计的组织或器官,属于组织工程的核心内容,也最能体现组织工程的技术水平,如血管、气管的构建。由于传统组织工程存在缺陷,Shimizu于1998年首先提出了原位组织工程的概念,它是运用组织工程学基本原理,通过各种方法诱导移植的外源性的种子细胞或内源性的缺损组织局部细胞发生迁移、增殖、分化形成新生组织修复缺损。原位组织工程最大的特点是不依赖体外的细胞培养装置--生物反应器。原位组织工程是传统离体组织工程的有益补充。离体组织工程仍具有广阔的发展前景。     

去细胞方法及其在组织工程中的应用

去细胞基质在组织工程及再生医学的大量应用为解决组织器官的修复和重建等难题带来了希望。去细胞方法大致可以分为三类：化学处理法、物理处理法及酶学处理法,且已经应用于组织工程及再生医学的各个方面。本文总结并分类目前常用的去细胞方法及其在组织工程各方面的应用,对目前国内外常用的去细胞方法及其在组织工程及再生医学中的应用进行回顾总结与分析。     

组织工程支架制备中超临界CO2技术的应用*

作为组织工程研究中三大要素之一,组织工程支架可为细胞的附着、迁移和增殖提供理想的环境。传统的组织工程支架制备方法,如粒子沥滤法、相分离法及静电纺丝法等在理论和技术上已较为成熟,但由于大多需要有机溶剂的参与,在制备过程中仍存在有机溶剂难以去除,以及支架孔洞难以控制、连通性较差等问题。超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,SC-CO₂)密度近似液体,黏度和扩散系数近似气体,具有流动性强、溶解能力大、传热效率高等特殊的理化性质,与传统工艺相结合,可在绿色温和的反应体系中有效规避上述问题,在组织工程支架制备及药物负载方面具有广阔前景。     

去细胞方法及其在组织工程中的应用

去细胞基质在组织工程及再生医学的大量应用为解决组织器官的修复和重建等难题带来了希望。去细胞方法大致可以分为三类:化学处理法、物理处理法及酶学处理法,且已经应用于组织工程及再生医学的各个方面。本文总结并分类目前常用的去细胞方法及其在组织工程各方面的应用,对目前国内外常用的去细胞方法及其在组织工程及再生医学中的应用进行回顾总结与分析。     

细胞联合培养在血管构建中的作用

组织工程三大要素为种子细胞、支架材料和信号分子,干细胞因其多分化潜能成为热门的种子细胞。血管化问题是制约工程化组织应用于临床的问题之一。利用干细胞构建组织工程血管的手段之一是在分离培养得到足够的种子细胞后,通过生长因子、细胞外基质、外力作用、其他细胞等的调控实现内皮向分化。只有实现了成功的血管构建,工程化组织才能正常的发挥作用。近年来不少国内外专家学者通过细胞联合培养的方法,观察细胞间的相互作用对血管构建的影响,结果表明,细胞联合培养在血管的形成、存活、稳定方面起到了重要的作用,为组织工程血管化提供了有效的途径,本文就部分细胞联合培养在血管构建中的作用作一综述。     

心肌组织工程的研究现状

心肌组织工程的目的是通过在体外构建思想的心肌组织工程,用于替代和修复病损的心肌组织,从心肌组织工程的细胞来源,细胞培养基,细胞接种,细胞支架,生物反应器5个方面介绍心肌组织工程的研究现状。     

聚己内酯在组织工程中的应用进展

聚己内酯(PCL)以其具有的良好生物相容性及其力学特点,在组织工程领域已经成为主要的生物支架材料之一。利用生物支架材料,组织工程的目的是对组织、器官的丧失或功能障碍进行修复与重建。本文综述了对生物支架材料聚己内酯(PCL)的研究进展以及其在组织工程中的应用。     

骨组织工程基质材料现状及展望

骨组织工程是目前公认的最有可能在临床取得实际效益的研究领域之一,而细胞外基质材料的选取又是骨组织工程的关键。本文从材料的选择,制备方法以及临床应用等方面的研究现状进行了较系统的综述,并对当前基质材料研究所面临的问题以及未来的研究方向进行了分析。     

微环境对细胞的影响以及仿生学在组织工程支架中的应用

微环境影响着细胞的增殖、迁移、分化以及细胞功能,细胞微环境影响细胞命运的因素包括细胞之间相互作用、细胞与细胞外基质相互作用、可溶性信号分子以及缺氧和营养对细胞的影响。组织工程支架的制备就是要利用仿生学原理最大程度模拟细胞微环境,从而应用于细胞行为研究以及临床治疗。全面了解细胞微环境对细胞的影响因素是制备组织工程支架的重要条件,而组织工程支架的研究也进一步推动了细胞微环境对细胞影响的认识。组织工程支架研究在组织工程研究中仍具有广阔前景,新的制备工艺也在组织工程支架研究中发挥着巨大推动作用。     

聚多巴胺的表面修饰功能在组织工程的应用进展*

聚多巴胺作为贻贝的仿生材料,可由多巴胺在碱性环境中自发形成。由于其较好的黏附特性以及组织相容性,在生命科学等领域有着广泛的应用。将聚多巴胺对材料进行表面修饰,既可以保护材料免受强氧化剂、酸碱等外界的侵蚀,也可以通过表面改性赋予材料新的功能,使其在各领域发挥更好的作用。对聚多巴胺的制备原理、生物性能,以及近年来在组织工程领域(骨组织、软骨组织、硬脑膜组织、血管组织、耳组织)的运用进行综述,以期为后续聚多巴胺作为组织工程黏附材料的研究提供参考。