壳聚糖基温敏水凝胶的研究进展

壳聚糖是一种由甲壳素脱乙酰化得到的氨基多糖,具有生物相容性、低细胞毒性和可生物降解性等特点。壳聚糖/β-甘油磷酸钠溶液温敏水凝胶在组织工程、药物缓释等领域多有报道,其成胶性能取决于凝胶的组分和浓度。针对单纯壳聚糖水凝胶强度较低、降解较快、药物突释等缺陷,通常对壳聚糖进行改性或引入新材料共混,获得更符合实际需要的壳聚糖基温敏水凝胶。对近年来壳聚糖基水凝胶的研究进展进行综述,包括改性壳聚糖、共混体系等,概述了其在组织工程(软骨、血管、神经修复)、药物缓释(癌症药物缓释、糖尿病治疗)领域中研究和应用的新进展,以期为后续温敏水凝胶的进一步研究提供参考。     

光交联水凝胶在组织工程中的研究进展

由于生物相容性、可降解性、与天然细胞外基质结构的相似性,水凝胶成为组织工程的研究热点与重点。基于原位形成和可注射性、与现有加工技术(3D打印、静电纺丝)的兼容性,光交联水凝胶在组织工程领域广泛应用。综述了近年来光交联水凝胶在组织工程领域的研究进展,包括其在软骨组织、骨组织、脂肪组织、牙周组织和皮肤组织方面的研究思路及应用进展,以期为后续光交联水凝胶作为组织工程支架的研究提供参考。     

自愈合水凝胶在组织工程中的研究进展

作为新型生物医用智能材料,自愈合水凝胶在解决柔性生物材料损伤修复问题及实现生物材料智能化和高效化中具有重要意义.本文综述了目前新型自愈合水凝胶的最新设计思路、性能以及在神经修复、骨缺损修复、心脏组织修复、肝脏止血等组织工程中的应用.这些研究进展为设计制备智能多功能水凝胶材料提供了创新思路,为增加柔性自愈合材料的多样性提供了新途径,为智能水凝胶材料在组织工程中的发展及生物医学中的应用奠定了良好的基础.     

琼脂糖在组织工程中的研究进展

琼脂糖是一种来源丰富、成本低廉的天然高分子材料,具有生物安全性和可降解性,利用其凝胶化现象可制成形状可塑的具有三维网络结构的凝胶。与其他天然材料相比,琼脂糖凝胶在机械性能上具有一定优势,如抗拉伸/压缩性、粘弹性、流变性等。其特殊的防粘连作用,使其必须与其他材料复合或者选用适宜的定型方式制成组织工程支架,以提高支架的组织相容性,用于填充、修复或者再生机体缺损组织。琼脂糖在组织工程领域的研究历史虽然不长,但在软骨、神经、骨、角膜和口腔黏膜等方面已经取得一些研究成果,其独特的微观结构和力学性能使其在软骨组织工程方面的研究最为广泛。目前,琼脂糖的组织工程研究离临床应用还有一段距离,材料制备和作用机理探索将是未来研究的重点。     

新型丝胶组织工程生物材料的创新研发及其在创伤修复中的应用

再生医学与创伤修复需要合适的组织工程修复材料。蚕丝是我国特有的生物资源之一,蚕丝的主要组分丝胶,因其生物医学价值未知而常被作为缫丝行业的废料丢弃。近期的研究发现,丝胶具有优良的细胞亲和性和低免疫原性,在神经、心肌、软骨、骨骼肌、皮肤的修复及肿瘤治疗中效果良好,是性能优越的再生修复材料。该文简述了丝胶的组成结构和提取方法,以及丝胶生物材料在组织工程及创伤修复中的各种应用,并探讨了丝胶组织工程产品未来的研发重点和发展方向。     

生物水凝胶及其复合材料在骨修复中的应用

由于外伤、疾病或骨吸收引起的大面积骨缺损无法自行修复,往往需要植入人工骨来恢复缺损区的骨形态和功能。由于传统的异体和异种骨存在易被宿主吸收、排斥等问题,且自体骨取材有限,因此,骨组织工程是目前最具前景和可行的骨修复策略。骨组织工程的关键是要有种子细胞、支架材料以及生长因子,生物水凝胶是潜在的组织工程细胞支架材料之一。水凝胶具有良好的生物相容性和可降解性,越来越受到组织工程领域学者的关注。本文对生物水凝胶在骨组织工程中的应用进行了评述。     

《科学-转化医学》：新型水凝胶生物材料可修复膝盖软骨

据每日科学网1月14日报道。美国约翰·霍普金斯大学医学院报告称,他们开发出一种新型水凝胶生物材料。在软骨修复手术中将其注入骨骼小洞,能帮助刺激病人骨髓产生干细胞,长出新的软骨。在临床试验中,新生软骨覆盖率达到86％,术后疼痛也大大减轻。相关论文发表在1月9日出版的《科学-转化医学》上。     

组织工程用纤维增强天然多糖水凝胶的进展

天然多糖水凝胶具有良好的生物相容性,然而其力学性能调节幅度小,无法满足组织工程应用巨大的需求。通过纤维增强法,不仅可显著提高天然多糖水凝胶的力学性能,还能调节复合水凝胶的降解性能、促进细胞粘附、增殖与分化行为及其组织沉积。常用的天然多糖组织工程水凝胶的纤维增强方法有物理共混法、化学作用法、静电驱动法与自组装法等。本文综述了纤维增强水凝胶的结构与功能特点,讨论了纤维增强对组织工程水凝胶的意义,以期对纤维增强组织工程水凝胶的发展起到促进作用。     

微载体技术在软骨损伤修复中的应用与展望北大核心CSCD

软骨内部无血管结构、细胞外基质含量高的特点,使软骨组织的自我恢复能力很差。在临床治疗中,轻度的软骨缺损通常采用物理治疗或药物治疗方式,严重者需进行手术治疗。近年来,软骨组织工程技术为治疗软骨缺损提供了新的思路,与传统的手术治疗方式相比,结合软骨组织工程技术进行治疗具有创口小、恢复佳的优点。将微载体技术融入组织工程支架的设计中,可以利用微载体直径小、能够负载多种生长因子的特点,进一步扩展支架功能、促进软骨组织再生。文中首先对微载体技术进行介绍,对近年来微载体的主要制备方式和创新内容进行了概括总结,作为后续介绍的基础内容。然后对应用于软骨修复中的微载体进行了材料和功能上的划分,介绍了不同材料、不同功能微载体的属性特征和在软骨修复方面的具体应用,最后结合该领域发展历程对其今后发展趋势及方向进行展望,并基于笔者团队关于骨软骨一体化层状支架的研究,提出了通过微载体优化层状支架性能的思路,有望制备出更贴合天然软骨结构特征的仿生支架。     

组织工程软骨种子细胞的研究进展

临床上,各种原因造成的软骨缺损的修复始终是一大难题.组织工程软骨的出现,为软骨大范围缺损的修复与重建带来新的希望.组织工程软骨是由种子细胞、支架材料及生长因子构成的三维空间复合体.由于不同种子细胞的增殖及分化能力不同,选择合适的种子细胞是构建组织工程软骨所要解决的重点及难点.种子细胞在组织工程软骨的构建过程中起到关键作用,因此,探讨软骨种子细胞的来源对组织工程软骨的发展具有重要的意义.     

RADA-16的研究进展

自组装多肽RADA-16(RADARADARADARADA)是化学合成的一种纳米材料,最早是麻省理工学院的张曙光教授合成。研究显示,1%的RADA-16溶液在盐溶液的激发下能迅速自组装成纳米纤维水凝胶;在不同的多肽浓度下,RADA-16形成不同的结构形态,经超声波破碎打断的RADA-16纤维会随着时间的延长而重新组装成较长的纳米纤维;p H值的变化也会影响RADA-16水凝胶的形成,在酸性、碱性、中性条件下分别以3种离子状态存在;RADA-16纳米纤维水凝胶能够提供一个利于细胞生长的三维环境,将不同的细胞种植在水凝胶中能够促进细胞的增殖和迁移;已有科学家将RADA-16应用在组织工程中皮肤缺损、软骨修复、神经修复、止血等方面的研究并取得很好的研究成果。本研究主要对RADA-16的研究进展进行阐述。     

壳聚糖及其衍生物温敏水凝胶研究进展及其应用

壳聚糖基温度敏感性水凝胶具有原位成胶的特点,广泛应用于组织工程修复和药物释放载体的研究中。近年来围绕壳聚糖及其衍生物温敏水凝胶的研究逐年增多,本文综述了近年来壳聚糖基温敏水凝胶的研究进展及其应用。     

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。     

注射式软骨缺损微创修复技术的大动物实验研究

目的:在现有关节镜下microfracture技术的基础上,应用现代干细胞技术修复猪关节软骨缺损,探索注射式软骨缺损微创修复技术用于软骨再生治疗的可行性.方法:抽取6只猪的骨髓体外扩增培养至三代,动物随机分2组,每组6膝,每膝制备1个软骨缺损,左膝行缺损部位microfracture治疗后将3×107/mL浓度的骨髓间充质干细胞注射于关节腔内,右膝为单纯microfracture或空白对照.术后8、16周各3只动物,行大体观察、组织学检测,评价其对关节软骨缺损的再生修复效果.结果:术后8周观察见软骨缺损的修复表面平整,色泽渐趋正常,与周围组织整合良好;术后16周,修复组织具有透明软骨样结构,并产生大量GAGs和Ⅱ型胶原,单纯microfracture治疗组为纤维软骨修复,而空白组为少量纤维组织覆盖缺损底面,观察期内未见毛细血管长入及免疫排斥反应发生.结论:注射式软骨缺损微创修复技术创伤小,操作简便,能显著促进关节软骨缺损的再生修复的特点,具有较高的科学价值及临床应用前景.     

间充质干细胞向软骨细胞表型分化的研究进展

关节软骨自我修复能力有限,目前临床用于治疗关节软骨损伤的方法和药物均难以达到满意的效果.间充质干细胞具有分化潜力大、增殖能力强、免疫原性低、取材方便等特点,可能成为软骨组织工程的理想种子细胞之一.就间充质干细胞在软骨表型分化方面的研究进展进行了综述.系统地介绍了影响间充质干细胞向软骨细胞分化的诸多因素,如:生长因子、氧...     

3D生物打印在软骨修复中的应用*

关节软骨损伤后的自我修复是医学界一直在研究和探讨的难题。3D生物打印技术可以精准的分配载细胞生物材料,构建复杂的三维活体组织,在优化软骨缺损修复组织的内部结构、机械性能以及生物相容性上有很大优势,因此近年来成为软骨修复组织工程领域的研究热点。重点介绍了软骨生物3D生物打印的最新进展,包括软骨生物打印“墨水”材料的选择、种子细胞的来源以及3D生物打印技术的发展。此外,还阐述了3D生物打印技术在组织工程学应用上的部分局限性,并对其在软骨修复领域的发展与应用进行了预测。     

生物可降解材料构建组织工程软骨的研究进展

关节软骨修复困难,目前临床上治疗关节软骨损伤难以达到满意的效果。组织工程学的兴起为其提供了新的选择。本文介绍了组织工程软骨的发展历史,重点叙述了各种天然支架材料、人工合成材料、复合材料及纳米材料在软骨组织工程中的应用及其优势。目前应用的天然材料存在力学强度差及免疫源性的不足;人工合成材料降解速率快,降解产物具有细胞毒性,有待进一步完善。表面修饰等技术的应用在一定程度上克服了某些材料的不足;复合材料综合了数种材料的优点,是今后材料技术发展的方向;纳米技术的出现使新合成的材料成为纳米量级,具有了普通材料无可比拟的优势,这为组织工程材料的发展提供了新的思路。本文还对组织工程支架材料存在的问题、下一步的发展方向和前瞻性研究做了介绍。     

《Advanced Functional Materials》报道我刊编委徐虹教授课题组仿生水凝胶敷料最新成果

<正>水凝胶作为一种软物质材料,往往具有良好的生物相容性,可以为细胞提供高度模拟细胞外基质(ECM)的微环境而在组织工程与再生医学领域得到了广泛的研究。然而,潮湿的生理环境和水凝胶固有的高水含量引发的"氢键失效效应"严重阻碍了凝胶材料与生物体组织表面的整合并引起伤口感染,成为制约水凝胶材料整体性能提升和医学应用的瓶颈。     

骨碎补结合组织工程软骨促进软骨再生的实验研究

目的:评估骨碎补结合组织工程软骨治疗对实验兔软骨缺陷模型软骨再生的疗效。方法:将h IGF-1基因转染MSCs,并与脱细胞真皮基质(ADM)构建组织工程软骨。24只新西兰白兔随机分为A、B、C、D四组,A、C组进行自体软骨移植,B、D组进行改建的细胞-ADM移植。C、D组用40%骨碎补汤喂养4周,150 m L/d。第12周处死实验动物,分离缺损关节软骨部位,蜡块包埋染色,通过总体形态评价软骨再生组织。采用组织学评分评估再生软骨质量。采用甲苯胺蓝染色评价缺损部位产生软骨糖胺聚糖的情况。结果:与B组比较,C组和D组的新生软骨覆盖度、新骨髓的颜色、缺损边缘和表面粗糙度均显著提高(P0.05);再生软骨的组织学评分软骨表面评分显著改善(P0.05)。C组与D组具有比其他组更好的基质、细胞分布和表面指数。并且有较厚的透明样软骨组织,具有正常的糖胺聚糖产生。表明该治疗方法可以通过再生透明样软骨且没有不良事件来减少软骨缺陷。结论:工程软骨结合骨碎补治疗可显著改善兔膝关节软骨缺损修复的质量,为临床治疗软骨病变提供重要理论依据。     

水凝胶负载干细胞来源的外泌体用于皮肤伤口修复

皮肤伤口愈合是临床医学中的难题之一.长期的伤口不愈给患者带来较大的影响,造成巨大的社会经济负担.水凝胶因具有良好的生物相容性、可降解性及可塑性等特点,并具有止血、抗菌和保水的优良性能,被广泛用作皮肤损伤修复敷料.干细胞被认为是组织工程中最具潜力的种子细胞,具有强大的再生修复能力.而干细胞来源的外泌体含有干细胞特有的内含...