組織工程支架和載體材料軟組織工程材料組織工程原理2014210918康文淵什么是組織工程序什么是組織工程。哪咤擊斃龍王三太子后，四海龍王前來復(fù)仇，哪咤為救父，遂自刎，削骨還父、剔肉還母而身亡，其師尊太乙真人以蓮花堆成哪咤身形，煉成蓮花化身之軀以使哪咤復(fù)活。鳳凰(Chinesephoenix/phoenix)：象征祥瑞。神話中說，鳳凰每次死后，會(huì)周身燃起大火，然后其在烈火中獲得再生，并獲得較之以前更強(qiáng)大的生命力，稱之為“鳳凰涅磐”。序什么是組織工程。蚯蚓被截為兩截以后，斷面上肌肉組織快速溶解，然后形成新的細(xì)胞團(tuán)。這時(shí)，血液中所含的白細(xì)胞也會(huì)同時(shí)集中在切面上，形成特殊的栓塞，從而使傷口快速閉合。中胚層細(xì)胞還具有十分強(qiáng)的分化能力，當(dāng)它有創(chuàng)傷時(shí)，原本位于體腔內(nèi)隔膜中的還沒有分化的原性細(xì)胞，快速移動(dòng)至傷口切面上來，并與自己已溶解的肌肉細(xì)胞連在一起，在切面上形成一個(gè)個(gè)結(jié)節(jié)狀的凸起，就被稱為再生芽。序什么是組織工程。同時(shí)，蚯蚓體內(nèi)的消化道、血管，以及神經(jīng)系統(tǒng)等組織的細(xì)胞，經(jīng)過許多分裂，快速地向再生芽里不斷生長。于是，切面上就會(huì)快速地再生出另外一個(gè)頭來，并且另一端也會(huì)自然生出一條尾巴來。這樣一條蚯蚓被截成兩截以后不會(huì)死，且能夠再生，于是就變成兩條蚯蚓了。序什么是組織工程。他們是尿毒癥患者。由于沒有醫(yī)療保險(xiǎn)，或者醫(yī)保報(bào)銷比例太低，他們進(jìn)不了醫(yī)院，而是買來3臺(tái)二手血液透析機(jī)給自己透析，在北京郊外一個(gè)農(nóng)家小院維持著生命，被政府取締。這是新醫(yī)改方案即將出臺(tái)前，一個(gè)讓人尷尬的故事。２０歲時(shí)患有盧伽雷氏癥（肌萎縮性側(cè)索硬化癥，運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾?。?，他已被禁錮于輪椅達(dá)20多年，全身惟一能動(dòng)的是左手的3根手指和部分面部肌肉。序什么是組織工程。異體移植自體移植犧牲患者自己正常器官組織為代價(jià)。組織代用品犧牲患者自己正常器官組織為代價(jià)。人體相容性差，不能長久使用，還易引起感染。免疫排斥反應(yīng)供體數(shù)量不足道德倫理制約序什么是組織工程。DynamicsoftheEurotransplantkibetween1969and2013dneytransplantwait組織工程歷史歷史組織工程的歷史最早的異體器官移植報(bào)道《列子》戰(zhàn)國時(shí)代的典籍《列子》記載過一例很奇特的移植手術(shù)。魯國的公扈和趙國的齊嬰得了痼疾去找神醫(yī)扁鵲醫(yī)治。扁鵲對(duì)公扈說：“汝志疆而氣弱，故足于謀而寡于斷。齊嬰志弱而氣疆，故少于虛而傷于專。故換汝之心，則均善矣?！睔v史組織工程的歷史最早的異體器官移植報(bào)道《列子》扁鵲先給他倆喝了一種自治的麻醉藥。然后為兩人做了開胸術(shù)，取出心臟互換。接著給他倆灌服了一種神奇的藥物，公扈和齊隨即蘇醒過來，怪疾得以治愈。歷史組織工程的歷史組織工程的產(chǎn)生RobertLanger和JosephP.Vacanti20世紀(jì)80年代中期提出一個(gè)新的概念，即在一種可降解的支架材料上種植人體活細(xì)胞，使之在生長因子的作用下，再生成為組織。1987年，在美國科學(xué)基金會(huì)（NSF）的生物工程會(huì)議上提出了“組織工程”一詞。RobertLangerJosephP.Vacanti歷史組織工程的歷史組織工程的產(chǎn)生RobertLanger和JosephP.Vacanti1995年利用小鼠的背部再生制造出人耳型軟骨2008年，RobertLanger獲得千禧年科技成就獎(jiǎng)。2011年，湯森路透預(yù)測2011生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)熱門人選：JosephP.Vacanti組織工程原理18原理組織工程的原理組織工程的概念組織工程概念圖原理組織工程的原理組織工程的核心方法組織工程基本概念與核心方法組織構(gòu)成的細(xì)胞培養(yǎng)生物材料的構(gòu)架制備生物組織工程化培養(yǎng)系統(tǒng)原理組織工程的原理組織工程的核心方法體內(nèi)的方式體內(nèi)的方式，則僅提供人工細(xì)胞外間質(zhì)與生長因子，植入病人缺損的部位后，病人體內(nèi)的細(xì)胞會(huì)遷入、增生，而完成修復(fù)的動(dòng)作。原理組織工程的原理組織工程的理論支柱組織工程的核心問題應(yīng)用生命科學(xué)和工程技術(shù)的原理和方法，在細(xì)胞的體外培養(yǎng)過程中，誘導(dǎo)干細(xì)胞定向分化，維持、調(diào)控乃至優(yōu)化這種分化，從而形成具有和在體組織相似功能的組織或器官。組織工程三要素要素組織工程三要素種子細(xì)胞信號(hào)因子支架材料要素組織工程三要素

支架就像是果農(nóng)種植葡萄時(shí)所搭起的棚架，細(xì)胞就是種下的種子，而生長因子就好比所施予的肥料。

想要針對(duì)受損組織進(jìn)行修復(fù)動(dòng)作或?qū)崿F(xiàn)人造器官的美夢，需要這三大要素之間巧妙的配合，針對(duì)人體中不同部位的組織需要，研擬出適合組織器官再生的策略，以達(dá)成組織工程造福人群的目的。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素種子細(xì)胞種子細(xì)胞(Cell)－增殖、分化、自組裝成組織和器官近日，浙江大學(xué)干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究中心的科研人員陳曉和歐陽宏偉發(fā)現(xiàn)了一種治療小鼠肌腱損傷的新方法，使用小鼠胎兒細(xì)胞制作的肌腱比使用成年小鼠細(xì)胞制作的性能更強(qiáng)。他們進(jìn)一步研究了胎兒細(xì)胞是否可以作為合適的“種子細(xì)胞”，以組織工程的方式修復(fù)肌腱。組織工程技術(shù)和干細(xì)胞技術(shù)的不斷成熟，為提高人類肌腱的修復(fù)質(zhì)量帶來新機(jī)會(huì)。該研究論文于近日發(fā)表在英國《自然》雜志旗下期刊《科學(xué)報(bào)告》上。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體干細(xì)胞：胚胎干細(xì)胞、成體干細(xì)胞組織來源細(xì)胞自體或異體要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體

干細(xì)胞：

是指具有無限或較長期的自我更新能力，并能產(chǎn)生至少一種高度分化子代細(xì)胞的細(xì)胞。根據(jù)這一定義，在個(gè)體發(fā)育的不同階段以及成體的不同組織中均存在著干細(xì)胞，只是隨著年齡的增長，干細(xì)胞的數(shù)量逐漸減少，其分化潛能也逐漸變窄。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體成體干細(xì)胞：

又稱祖細(xì)胞，在干細(xì)胞的發(fā)育過程中，還有一種中間類型的細(xì)胞稱為祖細(xì)胞(progenitorcells)，祖細(xì)胞也具有有限的增殖和分化能力，與干細(xì)胞不同的是，祖細(xì)胞沒有自我更新能力，它在經(jīng)過幾輪細(xì)胞分裂周期后產(chǎn)生的兩個(gè)子代細(xì)胞均為終末分化細(xì)胞(terminaldifferentiatedcells)要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素支架支架材料（scaffold）（細(xì)胞外基質(zhì)，Extracellularmatrix,ECM)－支撐和指導(dǎo)細(xì)胞增殖、分化）“墨汁”-不同類型的人體活細(xì)胞懸浮液“紙張”-水凝膠（富含糖類和其他營養(yǎng)物質(zhì)，能夠給生長中的細(xì)胞提供營養(yǎng)，且容易去除）“文章稿件”-具備正常功能的人體器官3D打印機(jī)的噴頭不僅僅能在平面上移動(dòng)，還能夠垂直移動(dòng)。它的打印過程像是將一層層剖面圖疊加在一起，最后制造出一個(gè)立體的結(jié)構(gòu)。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素支架打印機(jī)有兩個(gè)噴頭，一個(gè)噴涂細(xì)胞（黃色），另一個(gè)噴涂水溶膠（紅色）以支持和固定細(xì)胞，待細(xì)胞結(jié)構(gòu)穩(wěn)固后可以將水溶膠移除要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素支架要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素材料要求軟組織工程材料應(yīng)具備的條件一個(gè)溫暖舒適的家，一個(gè)寬敞明亮的交通樞紐，一個(gè)資源豐富的城市要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體一個(gè)溫暖舒適的家材料要求

家的必要條件是要有堅(jiān)固的梁柱，抵擋自然環(huán)境的威脅；

有舒適的居家環(huán)境，可以休憩；

有足夠的水、電，以維持生活的基本機(jī)能；

還有四通八達(dá)的格局，能夠來去自如。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素材料要求符合生物安全性要求:(P135)1、合適的可生物降解吸收性2、良好的生物兼容性，即沒有嚴(yán)重的免疫排斥問題；3、合適的孔尺寸、高孔隙率和相連的孔形態(tài)4、特定的三維外形5、高表面積和合適的表面理化性質(zhì)6、與植入部位組織力學(xué)性能相匹配的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素材料要求生物降解材料組織引導(dǎo)材料組織誘導(dǎo)材料組織隔離材料天然生物降解材料合成材料引導(dǎo)組織的修復(fù)和再生，例如創(chuàng)傷皮膚的修復(fù)和神經(jīng)再生對(duì)反應(yīng)起誘導(dǎo)作用解決免疫排斥問題要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素天然生物降解材料Ⅰ型膠原膠原是哺乳動(dòng)物體內(nèi)結(jié)締組織的主要成分，構(gòu)成人體30%的蛋白質(zhì)，由3股螺旋多肽鏈結(jié)構(gòu)組成（X-Y-Gly）X一般為脯氨酸和羥脯氨酸。Yannas等人首先用膠原-硫酸軟骨素多孔交聯(lián)的支架制得人工皮膚。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素天然生物降解材料殼聚糖-殼聚糖是生物合成的多糖，是甲殼素脫乙?；a(chǎn)物?？沙蔀榘癫牧?，膜屏蔽材料抗凝劑等。氨基葡聚糖-包含一個(gè)醛酸部分（己糖醛酸）和一個(gè)膠基糖部分（N-乙酰氨基己糖），主要用于修復(fù)要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素天然生物降解材料聚羥基烷基酸酯是生物降解和生物相容性的熱塑材料。聚羥基丁酸是低毒材料，在體內(nèi)降解成D-3-羥基丁酸，是人血液的一種成分。這類材料目前已用于藥物釋控和人工皮等。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素合成生物降解材料聚羥基乙酸及其共聚物聚羥基乙酸與乳酸的共聚物是合成降解材在醫(yī)藥部門應(yīng)用最廣泛的材料之一。L型聚合物為部分結(jié)晶高分子，有較強(qiáng)的力學(xué)性能，常用于制造纖維和矯形裝置。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素合成生物降解材料聚氨基酸優(yōu)點(diǎn)：品種多，支鏈能夠與小肽、藥物或交聯(lián)劑等連接，制成各種不同性能的產(chǎn)物，降解成氨基酸，毒性低，可做縫合線、人工皮膚和藥物釋放載體。缺點(diǎn)：免疫反應(yīng)和制備昂貴要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素合成生物降解材料中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所的陳學(xué)思研究員課題組長期以來一直致力于以生物可降解聚氨基酸和脂肪族聚酯為基質(zhì)的抗腫瘤納米載藥體系的開發(fā)與應(yīng)用。目前，抗腫瘤化療藥物以強(qiáng)毒性的小分子藥物為主（如阿霉素（DOX）、順鉑（CDDP）和紫杉醇等）。這些小分子藥物給藥后在體內(nèi)分布廣泛，且在正常的人體器官和組織中大量分布會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的毒副作用，這不僅使患者遭受巨大的痛苦，也導(dǎo)致化療難以繼續(xù)、患者病情惡化甚至死亡。因此，利用合適的載體有效輸送抗腫瘤藥物，降低其毒副作用并提高療效，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素合成生物降解材料聚ε-己內(nèi)酯-制成的避孕裝置已通過FDA的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。常用于藥物釋放載體。聚原酸酯和聚酐-它能從表面開始降解，慢慢變成越來越薄的片狀物，而不是像一般材料降解成碎塊。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素組織引導(dǎo)材料GTR的概念首先由Nyman等提出，它是指依靠機(jī)械屏障等作用,選擇性地引導(dǎo)細(xì)胞向受損傷的部位附著、增生,達(dá)到組織修復(fù)目的。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素組織誘導(dǎo)材料其方法是在材料表面連接活性配體，令材料釋放生物活性信息分子，以及將細(xì)胞粘附在材料表面，并釋放生物信息來大到誘導(dǎo)細(xì)胞和組織應(yīng)答反應(yīng)的目的。

組織誘導(dǎo)材料和組織引導(dǎo)材料的區(qū)別組織引導(dǎo)材料，引導(dǎo)生物的生長。組織誘導(dǎo)材料，通過生物信息分子誘導(dǎo)生物的生長發(fā)生。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素組織誘導(dǎo)材料生長因子緩釋技術(shù)高效主動(dòng)定向誘導(dǎo)組織再生要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素組織誘導(dǎo)材料盡管利用支架材料可以在一定程度上支持組織再生，但支架材料本身不具有誘導(dǎo)組織再生的能力。換句話說，支架材料只是搭了臺(tái)，但要想請(qǐng)得動(dòng)細(xì)胞唱再生修復(fù)這出“戲”，還需要生長因子等能誘導(dǎo)組織再生的活性信號(hào)分子出馬。生長因子是一類具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化等特性的細(xì)胞因子，通過與特異的、高親和的細(xì)胞膜受體結(jié)合，調(diào)節(jié)細(xì)胞生長及其他細(xì)胞功能。生長因子用于臨床治療最大的問題，就是會(huì)在創(chuàng)面擴(kuò)散而被血液稀釋，不僅會(huì)造成非常大的消耗量，還存在風(fēng)險(xiǎn)——隨血液到處擴(kuò)散的生長因子，可能在別處誘導(dǎo)不必要的再生（副作用）。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素組織誘導(dǎo)材料遺傳發(fā)育所再生醫(yī)學(xué)團(tuán)隊(duì)通過改造生長因子的分子結(jié)構(gòu)，制備了融合膠原結(jié)合區(qū)（CBD）的生長因子，利用一節(jié)短肽將其“拴”在支架上；同時(shí)，當(dāng)生長因子被細(xì)胞表面受體識(shí)別時(shí)，又能從膠原膜上釋放出來。這樣，在體內(nèi)損傷修復(fù)環(huán)境中，保證了生長因子不會(huì)從材料上“掉下來”，在組織中擴(kuò)散，從而有效地控制其在病灶處釋放，提高生長因子的局部治療濃度，大大降低消耗。圖為損傷模型的建立要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素組織隔離材料當(dāng)同種或異種細(xì)胞植入宿主時(shí)，首先遇到的是異體排斥，利用生物材料將細(xì)胞與宿主隔離開來，就可以順利解決這一難題。張陽德教授將經(jīng)基因修飾的肝細(xì)胞用一個(gè)很薄的聚合物半透膜包封起來制成微囊，再抑制到急性肝衰小鼠腹腔，半透膜一方面囊內(nèi)細(xì)胞與外界隔開，避免了免疫排斥作用，另一方面肝衰患者產(chǎn)生的氨、酚、硫醇等毒物，可以通過半透膜進(jìn)入囊內(nèi)與正常肝細(xì)胞接觸達(dá)到解毒效果，生成的產(chǎn)物由囊中排除。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素組織隔離材料張陽德教授將經(jīng)基因修飾的肝細(xì)胞用一個(gè)很薄的聚合物半透膜包封起來制成微囊，再抑制到急性肝衰小鼠腹腔，半透膜一方面囊內(nèi)細(xì)胞與外界隔開，避免了免疫排斥作用，另一方面肝衰患者產(chǎn)生的氨、酚、硫醇等毒物，可以通過半透膜進(jìn)入囊內(nèi)與正常肝細(xì)胞接觸達(dá)到解毒效果，生成的產(chǎn)物由囊中排除。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素支架制備方法溶劑澆鑄和孔隙制取法纖維連接法熔融膜壓法相分分離法層壓膜法纖維增強(qiáng)法原位聚合法相分分離法要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄和孔隙制取法溶劑澆鑄和孔隙制取法將細(xì)粉狀氯化鈉分散到聚乳酸氯仿溶液中，在玻璃板上澆注成膜，用水將氯化鈉提取出來，制成孔隙，溶劑揮發(fā)后得到多孔膜。用此法制備膜時(shí)可以控制孔隙率和孔徑，這對(duì)制備支架是非常重要的。只能制作膜材料，無法獲得三維空間支架。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素纖維連接法纖維連接法利用聚合物的溶解或熔融，將聚乳酸二氯甲烷溶液灌注到聚乙交酯網(wǎng)狀纖維上，經(jīng)熱處理后，制成聚乙交酯增強(qiáng)的網(wǎng)狀支架。此法制成的支架有較高強(qiáng)度和高的比表面積但無法調(diào)節(jié)和控制孔隙率。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素層壓膜法層壓膜法軟骨或骨的修復(fù)需要三維空間支架。用溶劑澆鑄法制成多孔膜后，再將其層壓成具有三維空間的支架，然后按設(shè)計(jì)的幾何形狀切割，即按解剖學(xué)要求制成可降解的聚乳酸或其共聚物支架。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素熔融膜壓法熔融膜壓法熔融膜壓法是將聚合物加熱熔融后加壓制成膜材。聚乙丙交酯共聚物用熔融膜壓法制三維多孔性支架時(shí)所用的致孔劑為明膠微球或其他水溶性物質(zhì)，用水提取致孔劑后可得到多孔性支架。此法可用于聚乙交酯或聚乳酸為原料的支架制備要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素纖維增強(qiáng)法纖維增強(qiáng)法設(shè)計(jì)骨再生支架首先要設(shè)計(jì)三維多孔性、形狀不規(guī)則的聚合物支架；其次要求其具有高強(qiáng)度，能承受損骨應(yīng)力，直到長出新骨。將羥基磷灰石的短纖維均勻混入聚合物中可提高強(qiáng)度。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素纖維增強(qiáng)法纖維增強(qiáng)法要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素相分離法相分離法相分離法是制備支架的一種新方法。支架中引入的活性物質(zhì)植入人體后進(jìn)行釋放，對(duì)組織的生長和細(xì)胞的功能都有巨大作用。制造多孔性聚乳酸支架時(shí)為了使活性物質(zhì)避免化學(xué)、高溫的惡劣環(huán)境，可采用相分離法。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素原位聚合法原位聚合法上述方法都是在體外預(yù)先制成的支架，有些情況下（如手術(shù)進(jìn)行中）需要修補(bǔ)損傷部位。這時(shí)可用原位聚合的方法實(shí)現(xiàn)，即將單體置于損傷處進(jìn)行聚合。要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法材料:聚丁二酸丁二醇醋(PBS)工業(yè)級(jí)，安慶和興化工有限責(zé)任公司;聚ε-己內(nèi)酯(PCL)工業(yè)級(jí)，上海天清生物材料有限公司;三氯甲烷:分析純，上海化學(xué)試劑公司;氧化鈉:分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;葡萄糖:分析純，上?；瘜W(xué)試劑公司.要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法共混材料力學(xué)性能分析要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法支架的表現(xiàn)形態(tài)要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法支架微孔結(jié)構(gòu)觀察要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法PBS/PCL質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)支架成型的影晌要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法PBS/PCL質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)支架成型的影晌—穩(wěn)定性要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法PBS/PCL質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)支架孔隙率的影晌要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素溶劑澆鑄法支架材料的親水性要素建立由細(xì)胞和生物材料構(gòu)成的三維復(fù)合體三要素生長因子表皮生長因子：對(duì)上皮細(xì)胞增殖有很強(qiáng)促進(jìn)作用的53個(gè)AA的多肽。神經(jīng)生長因子：為神經(jīng)細(xì)胞特異性分泌的營養(yǎng)蛋白。肝細(xì)胞生長因子：為728個(gè)氨基酸殘基單鏈組成。骨形成蛋白：能誘導(dǎo)或刺激新骨的生成。信號(hào)因子(細(xì)胞因子或生長因子，Growthfactor)－調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖和分化組織的培養(yǎng)與移植培養(yǎng)組織培養(yǎng)的方法1.表玻璃器官培養(yǎng)法:雞胚提取汁與雞血漿2.瓊脂凝膠器官培養(yǎng)法:瓊脂、雞胚提取汁及小牛血清3.擦鏡紙器官培養(yǎng)法:4.金屬格刪器官培養(yǎng)法:5.Transwell器官培養(yǎng)法:6.灌流式器官培養(yǎng)法:7.旋轉(zhuǎn)管器官培養(yǎng)法:培養(yǎng)旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)SYNTHECON旋轉(zhuǎn)細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)（RCCS）是一個(gè)能有效創(chuàng)造使人體和動(dòng)物極其脆弱的細(xì)胞在復(fù)雜的三維組織模型內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)或共培養(yǎng)環(huán)境的先進(jìn)儀器。這種培養(yǎng)模擬了其母體組織的結(jié)構(gòu)與功能。培養(yǎng)旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)由容器低部的平板型膜式氧合器進(jìn)持氧交換，可培養(yǎng)懸浮細(xì)胞和貼壁細(xì)胞由容器中部的平板型膜式氧合器進(jìn)持氧交換，可進(jìn)行使用微載體的細(xì)胞培養(yǎng)和組織外植體的培養(yǎng)培養(yǎng)旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)1.高分化度2.模擬微重力3.三維細(xì)胞培養(yǎng)培養(yǎng)旋轉(zhuǎn)式細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)移植從“無聲世界”到“心靈之聲”移植從“無聲世界”到“心靈之聲”移植從“無聲世界”到“心靈之聲”組織工程學(xué)研究進(jìn)展進(jìn)展皮膚組織工程1軟骨組織工程2組織肌腱組織工程3骨的組織工程4尿道組織工程5腸道組織工程6心臟瓣膜組織工程7血管組織工程8進(jìn)展肝臟組織工程9胰腺組織工程10組織神經(jīng)系統(tǒng)組織工程11生物人工器官12進(jìn)展組織進(jìn)展皮膚組織工程第一個(gè)組織工程產(chǎn)品人工皮膚已于1997年3月經(jīng)美國FDA批準(zhǔn)上市。這種產(chǎn)品被稱為“適移植”的活性皮膚，它由新生兒的包皮細(xì)胞培植而成，呈層狀結(jié)構(gòu)。可與病人自身的皮膚很好地融合，不存在排異作用，就連病人自身的血管和色素也會(huì)逐漸轉(zhuǎn)移到活性皮膚中去，愈后不留瘢痕。進(jìn)展皮膚組織工程進(jìn)展皮膚組織工程（一）種子細(xì)胞與培養(yǎng)液成纖維細(xì)胞：DMEM培養(yǎng)基、10%胎牛血清、青霉素、鏈霉素等表皮角質(zhì)形成細(xì)胞：DMEM+HamF-12培養(yǎng)基、表皮生長因子等（二）載體：聚羥基乙酸（PGA）（三）構(gòu)建成纖維細(xì)胞-PGA復(fù)合物：酶法消化收集真皮成纖維細(xì)胞，接種在PGA上，加入培養(yǎng)液培養(yǎng)。（四）接種表皮角質(zhì)形成細(xì)胞在前面的復(fù)合物上，更換表皮角質(zhì)形成細(xì)胞培養(yǎng)基培養(yǎng)5天左右。（五）雙層皮膚成熟：將復(fù)合物放在可滲透膜上，進(jìn)行氣-液界面培養(yǎng)，促進(jìn)表皮角質(zhì)形成細(xì)胞的進(jìn)一步分化。再培養(yǎng)1周，形成含真皮和表皮兩層結(jié)構(gòu)的組織工程化皮膚。進(jìn)展皮膚組織工程皮膚制品進(jìn)展皮膚組織工程組織工程產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化基地西安落戶可生產(chǎn)人工皮膚2012年2月進(jìn)展軟骨組織工程以下內(nèi)容可能引起不適進(jìn)展軟骨組織工程進(jìn)展軟骨組織工程

1996年，世界上第一個(gè)在裸鼠背上復(fù)制“人耳”形成了人耳廓形態(tài)軟骨的試驗(yàn)由曹誼林教授完成,曹教授因而獲得了1998年度國際整形外科界JamesBarrettBrown獎(jiǎng)。進(jìn)展軟骨組織工程

這只“人耳鼠”的產(chǎn)生方法是在老鼠的背上割開一道口子，然后將已經(jīng)培養(yǎng)好的“人耳”植入后縫合。

“人耳”是在植入之前一星期開始制備的，先用一種高分子化學(xué)材料——聚羥基乙酸做成“人耳”的模型支架．

然后讓老鼠細(xì)胞在這個(gè)支架上繁殖生長。進(jìn)展軟骨組織工程

支架降解消失后，“人耳”便與老鼠渾然成為一體。進(jìn)展軟骨組織工程人耳顯微結(jié)構(gòu)。進(jìn)展軟骨組織工程

支架降解消失后，“人耳”便與老鼠渾然成為一體。進(jìn)展軟骨組織工程曹誼林進(jìn)展肌腱組織工程曹誼林等取小牛肩、膝部的肌腱組織，將獲得的肌腱細(xì)胞，接種于0.4cm*0.4cm索條狀未編織的PGA網(wǎng)狀支架上，體外培養(yǎng)1周后植入裸鼠皮下，結(jié)果在第6周標(biāo)本中，支架四周排列著拉長的肌腱細(xì)胞，其四周和中心部分已完全和正常肌腱細(xì)胞相同，8周時(shí)達(dá)到相同口徑新鮮小牛肌腱拉力的30%，12周達(dá)到70%進(jìn)展骨組織工程進(jìn)展骨組織工程

骨是高度結(jié)構(gòu)化的羥基磷灰石[Ca5(PO4)3OH，HA]和膠原纖維及血管交織成的多空基質(zhì)。進(jìn)展骨組織工程骨的組織工程研究主要集中兩個(gè)方面：一個(gè)是骨組織誘導(dǎo)一個(gè)是細(xì)胞傳輸進(jìn)展骨組織工程Bloodvessels血液血管Bonegrafdevice骨移植裝置骨干細(xì)胞periosteum骨膜marrow骨髓進(jìn)展骨組織工程進(jìn)展骨組織工程Science18November2005:Vol.310.no.5751,pp.1135-1138MollyM.StevensandJulianH.GeorgeExploringandEngineeringtheCell

SurfaceInterface骨的不同層級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)展骨組織工程進(jìn)展骨組織工程進(jìn)展骨組織工程進(jìn)展骨組織工程進(jìn)展骨組織工程在骨組織工程領(lǐng)域中使用的生物反應(yīng)器的類型

一）靜態(tài)皿二）旋轉(zhuǎn)燒瓶和三）旋轉(zhuǎn)壁生物反應(yīng)器進(jìn)展骨組織工程以下內(nèi)容可能引起不適進(jìn)展骨組織工程進(jìn)展軟骨組織工程哥倫比亞大學(xué)的這個(gè)研究結(jié)果公布在《美國科學(xué)院院刊》上。實(shí)驗(yàn)室合成的骨骼是顳下頜關(guān)節(jié)。這一關(guān)節(jié)的問題可能由出生缺陷、關(guān)節(jié)炎或者損傷造成。雖然該關(guān)節(jié)的問題很常見，但它很難治療。該關(guān)節(jié)有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這使得它很難通過移植身體其他部位的骨骼進(jìn)行修復(fù)。在這項(xiàng)新研究中，科學(xué)家用到了人骨髓中的干細(xì)胞。他們把這些干細(xì)胞植入一個(gè)組織架中，借助患者的數(shù)碼成像形成精確的人下巴骨形狀。然后他們使用特殊設(shè)計(jì)的生物反應(yīng)器培育細(xì)胞，這種反應(yīng)器能讓成長的組織浸泡在自然骨骼生長所需要的含量精確的營養(yǎng)成分中。該研究第一研究人員戈達(dá)納·伍加克·諾瓦科維克說：“使用患者自身干細(xì)胞的骨骼移植的可行性將會(huì)革新我們目前治療這種缺陷的方法。”伍加克·諾瓦科維克稱，這種新技術(shù)還可能用于頭部和頸部的其他骨骼，包括很難移植的頭骨和顴骨。用這種方法制造大小適合于解剖的人骨可能會(huì)潛在地改變醫(yī)生執(zhí)行整形手術(shù)的能力，如嚴(yán)重受損后或癌癥治療。她說：“我們認(rèn)為下顎骨是對(duì)我們技術(shù)的最嚴(yán)峻的考驗(yàn)，只要這一問題得到解決，你就可以制作任何形狀?！彼龔?qiáng)調(diào)在實(shí)驗(yàn)室里合成的關(guān)節(jié)只是骨骼，不包括其他組織，如軟骨。但是，哥倫比亞研究組正在研究一種包括骨骼和軟骨的混雜移植的新方法?？茖W(xué)家面臨的一大挑戰(zhàn)是找到有血液供應(yīng)的骨骼的合成方法，這樣就容易與宿主的血液供應(yīng)連接。去年幫助合成人工氣管的布里斯托爾大學(xué)的組織工程專家安東尼·霍倫德教授稱，在新骨骼用于患者前還需要做大量工作。但是，他說：“科學(xué)家在該領(lǐng)域面對(duì)的重要問題之一是如何合成有著合適維度的一塊骨骼，對(duì)一些骨骼缺陷來說這很重要?，F(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)合成形狀高度精確的骨骼，這是組織工程學(xué)中令人欣慰的一面?！边M(jìn)展骨組織工程2001年10月，一只小狗在出生僅7天就撞破了腦袋。曹誼林教授從小狗身上抽取了5毫升骨髓，然后在骨髓中分離出骨髓基質(zhì)干細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)分化，得到骨的“單元”成骨細(xì)胞?！N子細(xì)胞來源曹誼林教授借用豬骨搭出框架，讓小狗的成骨細(xì)胞“攀附”其上，隨著成骨細(xì)胞的逐漸生長，豬骨逐漸被吸收，長成了狗頭蓋骨的形狀?！镏Ъ軜?gòu)建和骨細(xì)胞生長進(jìn)展骨組織工程進(jìn)展骨組織工程由于人造狗頭骨的原材料取自小狗自身，因此裝上“補(bǔ)丁”的小狗全無排異反應(yīng)，經(jīng)過3個(gè)月的生長愈合，狗的顱骨缺損部分被完全修復(fù)了。?這塊復(fù)制的2平方厘米見方的狗顱骨，其硬度完全達(dá)到了小狗的生理標(biāo)準(zhǔn)。?這是中國科學(xué)家首次為高等哺乳動(dòng)物再造并成功移植的體外骨組織，修復(fù)面之大為世界之最。進(jìn)展尿道組織工程自體組織的缺少限制了各種尿道組織的外科再建。1992年，Atala等人報(bào)道了采用生物可降解聚合物作為兔尿道細(xì)胞的傳遞物質(zhì)進(jìn)行的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)。1993年，他們又報(bào)道了人尿道和膀胱肌肉結(jié)構(gòu)的再建，形成了9-10個(gè)細(xì)胞層結(jié)構(gòu)，它與正常尿道厚度接近。1998年，它們采用膠原再建的尿道組織，長度5-15cm，功能正常。進(jìn)展腸道組織工程

書P132進(jìn)展心臟瓣膜組織工程心臟的瓣膜疾病可以引起嚴(yán)重的發(fā)病和死亡率，目前采用的生物假體或機(jī)械瓣膜局限性很大，表現(xiàn)為他們不能生長和修復(fù)、易感染、易產(chǎn)生血栓并發(fā)癥，并且時(shí)間有限。進(jìn)展心臟瓣膜組織工程1996年，Breuer等人報(bào)道了在羊羔模型上開發(fā)的功能類似于生理?xiàng)l件下的肺瓣小葉組織。進(jìn)展心臟瓣膜組織工程進(jìn)展心臟瓣膜組織工程中新網(wǎng)2006年6月8日電澳洲科學(xué)家昨天稱，實(shí)驗(yàn)室研究員已培植出跳動(dòng)的心臟組織。據(jù)香港大公報(bào)報(bào)道，過去，科學(xué)家只能在實(shí)驗(yàn)室培植出平面的器官組織，例如皮膚，但莫里森稱他們已能培植立體的組織，還有望能培植出整個(gè)器官莫里森進(jìn)展心臟瓣膜組織工程?他們通過顯微外科手術(shù)把一根血管植入一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的心室里，然后把干細(xì)胞放進(jìn)去，過段時(shí)間它們就長成各種組織。?該研究機(jī)構(gòu)已用這種技術(shù)成功地培育出乳房組織、脂肪、肌肉以及產(chǎn)生胰島素的胰腺組織。進(jìn)展血管組織工程

2000年3月10日，AdvancedTissue

Sciences公司宣布了促進(jìn)心肌血管形成產(chǎn)品的臨床前實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

該產(chǎn)品應(yīng)用后14天即開始形成新的血管。進(jìn)展肝臟組織工程以下內(nèi)容可能引起不適進(jìn)展肝臟組織工程進(jìn)展肝臟組織工程肝癌嚴(yán)重破壞人體機(jī)能，每年有許多人因肝癌死亡進(jìn)展肝臟組織工程肝癌嚴(yán)重破壞人體機(jī)能，每年有