组织工程化新生骨组织的构建方式及临床应用

临床上由于创伤、肿瘤等原因导致的骨缺损发病率较高,传统的治疗方法中自体或异体骨移植存在着骨源有限和排斥反应等问题,预后不理想。二十世纪八十年代骨组织工程学的兴起和发展为骨缺损的修复展现了美好的前景,即应用细胞生物学和工程学的原理,研究开发出修复、保持或改善骨组织功能的生物替代物,充填骨缺损,逐渐与宿主骨愈合并被自身骨组织替换,利用组织工程学方法制备的骨替代物称为组织工程化骨。种子细胞、基质材料、活性因子是骨组织工程学的三个组成部分,根据不同的组合,组织工程化骨的构建就有三种方式,也是三个发展的方向:基质材料与种子细胞、基质材料与活性因子、基质材料加种子细胞与活性因子。随着研究的深入,又出现了血管化的复合组织工程化骨。骨组织工程的临床研究尚处于起步阶段,临床应用和有关文献报道较少。根据骨构建的方式和临床应用综述如下。     

组织工程化新生骨组织的构建方式及临床应用

临床上由于创伤、肿瘤等原因导致的骨缺损发病率较高 ,传统的治疗方法中自体或异体骨移植存在着骨源有限和排斥反应等问题 ,预后不理想。二十世纪八十年代骨组织工程学的兴起和发展为骨缺损的修复展现了美好的前景 ,即应用细胞生物学和工程学的原理 ,研究开发出修复、保持或改善骨组织功能的生物替代物 ,充填骨缺损 ,逐渐与宿主骨愈合并被自身骨组织替换 ,利用组织工程学方法制备的骨替代物称为组织工程化骨。种子细胞、基质材料、活性因子是骨组织工程学的三个组成部分 ,根据不同的组合 ,组织工程化骨的构建就有三种方式 ,也是三个发展的方…     

骨组织工程在骨科的应用

如何理想地修复因先天性畸形、外伤、感染或肿瘤等原因造成的骨缺损，一直是骨科领域研究的热点。根据组织工程学原理构建的组织工程化骨，包含了成骨细胞、生长因子和可降解生物材料，模拟了自体骨再生的过程，符合骨再生的生物学原理。与目前临床常用的骨移植方法（自体骨、异体／种骨移植、人工骨替代材料）相比，组织工程骨具有以下优点：①需要的供体组织少，供体损伤小；②细胞可在体外培养、扩增，无抗原性或抗原性甚微：③可根据修复缺损的需要,     

生物衍生骨材料

目的追溯不同种类生物衍生骨修复骨缺损的研究进展。方法广泛查阅近期相关文献，综述不同种类生物衍生骨制备方法．以及修复骨缺损的治疗效果。结果采用不同物理化学方法处理的异体骨或异种骨不仅是天然的骨替代材料，还可作为支架材料与种子细胞复合构建组织工程骨，修复骨缺损。结论目前组织工程生物衍生骨是骨缺损治疗的新突破点。     

骨组织工程的研究现状

组织工程是20世纪80年代提出的一门新兴交叉学科,其基本含义是应用工程学和生命科学的基本原理和技术,在体外构建具有生物功能的人工物,用于修复组织缺损,替代失去功能或衰竭的组织、器官的部分或全部功能[1]。最先用组织工程这一名词的学者是Woter和他的同事们[2]。目前组织工程有了很大的发展,尤以骨的再造及骨缺损修复领域的研究为最,已经广泛应用于临床实践,成为组织工程领域中一个重要研究内容。一般认为,种子细胞和支架材料是骨组织工程研究的关键组成部分,现将这两方面的研究进展做一总结,分述如下。1种子细胞骨组织工程的种子细胞…     

组织工程学技术在骨科领域的应用与进展

组织工程学是应用工程学及生命科学的原理和技术构建生物替代物,以修复或重建组织器官的结构,维持、改善或恢复其功能的一门新兴边缘学科。它涉及到材料学、细胞生物学、工程学、分子生物学、临床医学等多学科间的交叉与结合。由三个部分组成:①种子细胞;②诱导组织再生的物质或信息分子;③基质材料。目前,组织工程学已涉及几乎所有     

泌尿外科组织工程技术的研究现状和展望

泌尿外科组织工程技术为泌尿道的组织、器官的微创修复和功能重建带来了新的希望。近年来，有关泌尿系组织工程的种子细胞和支架材料的研究以及组织工程化组织如肾脏、输尿管、膀胱、尿道、阴茎海绵体等的实验和临床研究报道层出不穷。其基本方法是应用细胞生物学和工程学的原理，将体外培养扩增后具有生物学活力及特定功能的细胞（种子细胞）与可降解生物支架材料复合，然后将该细胞-支架复合物（组织工程化组织）植入体内组织缺损部位，     

骨组织工程中种子细胞的选择

组织工程学是把材料学和生命学科有机结合的一门现代学科，材料学和细胞学的协同发展有效的促进了组织工程学的发展，材料载体学已取得了相当的发展，学者们面临着如何在骨组织工程中选取高效、便捷的种子，使工程化骨有效修复治疗骨缺损等骨骼疾病。细胞本文仅就组织工程学中种子细胞的发展一简要综述，以供读者参考。     

应用组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展

关节软骨属于透明软骨,组织代谢活性较低,自身修复能力较差,无神经组织、血液供应和淋巴回流.创伤及退行性变等所致的软骨损伤难以自我修复,目前的治疗手段无法恢复其原有结构和功能.组织工程学的兴起为关节软骨修复提供了新的选择.软骨组织工程技术主要是通过体外获取并大量增殖软骨种子细胞,种植至生物材料上,在体外构建成为软骨细胞一三维支架复合物,进而植入体内修复各种关节软骨缺损.软骨组织工程的研究主要在以下几个方面：细胞生长因子、种子细胞、支架材料、基因修饰等.本文从以上几个方面作一综述.     

足骨及软组织损伤缺损的组合组织修复临床研究

目的 研究解决足部创伤及疾病造成的足骨及软组织缺损的修复重建方法，减少和减轻足残疾和功能不良率，最大限度的恢复足功能和外型。方法 对于足背、前足、足跟、踝下等部位单纯软组织缺损，可采用局部转移或旋转皮支皮瓣、筋膜皮瓣，游离皮瓣，游离全厚植皮等方法修复；足底负重区采用预制皮瓣方法解决；前足、足跟及其它跗骨复合组织缺损采用带血管髂骨加皮瓣组合移植重建；内外踝缺损应予以重建。结果 247例患者经1．5～5年随访，按美国AOFAS踝一足评分标准：优84例，良107例，可42例，差14例。结论 髂骨用于重建再造跖骨缺损尤其是多跖骨缺损、跟骨缺损，稳定且触地面积大、承压小；内外踝可取带筋膜的髂骨和腓骨头重建骨及韧带缺损；组合带血管骨与皮瓣修复缺损，可恢复足的解剖和生理功能。     

Repair of mandible defect with tissue engineering bone in rabbits

BACKGROUND: The aim of the present study was to investigate the effect of tissue engineering bone composed of bone marrow-derived osteoblasts and demineralized bone in repairing mandible defect. METHODS: Bone marrow-derived osteoblasts of 20 rabbits were cultured and seeded into scaffold of allogeneic demineralized bone to construct tissue engineering bone graft in vitro, which was used to repair the 10 x 5-mm bone defect made in the same rabbit mandible edge. Implant of demineralized bone alone was as the control. Rabbits were killed according to the schedule: five after 2 weeks, five after 4 weeks, five after 8 weeks, five after 12 weeks, and the implants were harvested for gross, radiographic, and histological observation. RESULTS: New bone formation at the margin region of defect and osteogenesis at the centre were observed in the implant of tissue engineering bone, and the bone formation pattern included osteogenesis, osteoconduction, and osteoinduction. In the implant of demineralized bone alone, the major bone formation pattern was 'creeping substitute'. CONCLUSIONS: The tissue engineering bone graft constructed by autogenous bone marrow-derived osteoblasts and allogeneic demineralized bone was better than demineralized bone alone in bone formation capability, which might be an ideal graft for bone defect repair.     

骨组织工程支架材料合成技术的进展

组织工程骨是由人工支架材料体外复合扩增的成骨细胞或其前体细胞及生物活性分子构成,高孔隙支架材料在细胞黏附、增殖和新骨组织形成过程中起到最重要的作用。过去的十年,产生和发展了许多合成生物可降解支架材料的技术,骨组织工程研究取得了可喜的成绩。本文主要是回顾这些技术在支架材料的设计、制做工艺,以及各种技术不同参数对支架材料(孔隙率、孔径大小、孔隙连通率等)的影响,阐述不同技术的发展过程的优缺点。     

锶磷灰石多孔陶瓷不同孔隙率对成骨细胞生物学行为的影响

目的 比较不同孔隙率的锶磷灰石(含5at%锶的羟磷灰石,Sr-HA)陶瓷在体外培养条件下对兔骨髓成骨细胞生物学行为的影响.方法 抽取健康兔的骨髓组织,体外培养,诱导分化为成骨细胞,分别与孔径约为300μm-600μm、孔隙率分别为50%、60%、70%的Sr-HA以及孔隙率为70%的纯羟磷灰石陶瓷体复合,在不同时间点利用相差显微镜及扫描电镜观察,并进行碱性磷酸酶的定量检测.结果 兔骨髓成骨细胞与不同孔隙率的Sr-HA陶瓷体外培养后,表现出典型成骨细胞的形态特征和生物学特性,Sr-HA多孔陶瓷有利于细胞的贴附、生长与增殖,并对细胞的功能无不良影响.其中,孔隙率为70%的Sr-HA陶瓷更有利于细胞向材料内部爬行.结论 Sr-HA多孔陶瓷是较理想的骨组织工程支架材料,成骨细胞复合Sr-HA陶瓷用于骨缺损的修复,具有广阔的临床应用前景.孔隙率为70%的Sr-HA陶瓷由于具有良好的孔隙连通性,在促进成骨细胞生长方面表现出更佳的效果,较其他孔隙率的Sr-HA陶瓷更适用于骨组织工程支架材料.     

珍珠层聚乳酸人工骨复合成骨细胞体内异位成骨研究

目的探讨珍珠层聚乳酸(nacre／polylactic acid，N／P)人工骨与同种异体成骨细胞复合，植入体内后异位成骨的作用机制，以及作为骨组织工程支架材料的可行性。方法成年雄性新西兰大白兔18只，按2、4和8周3个时间点随机分成3组，每组6只。将体外培养的同种异体新西兰大白兔成骨细胞，种植到N／P人工骨材料上，并植入每只兔左侧背部皮下为实验组；以不复合成骨细胞的N／P人工骨材料植入右侧背部皮下作对照，分别于植入后不同时间点取材，经大体观察、组织学检查和免疫组织化学方法检测。结果实验组2周时材料周围有少许炎性细胞聚集，4周时有类骨质形成，8周时有成熟骨组织形成，其中可见骨髓腔；对照组2、4周时仅见大量纤维组织长入材料内，8周时材料内纤维组织增多，但无成骨发生。结论N／P人工骨可作为理想的骨组织工程支架材料。     

成骨细胞与生物衍生材料联合培养的实验研究

目的：探讨冻干脱钙骨基质（FDBM）作为组织工程骨支架的可行性。方法：取兔颅骨外膜的成骨细胞，经传代培养后作为种子细胞与FDBM于体外联合培养，通过对复合物相差显微镜、光镜及扫描电镜等观察，了解细胞在材料中的生长情况。结果：经系统处理后的FDBM呈现不规则的网－孔结构，其孔隙直径为100－400μm ,孔隙率为70％。体外复合培养8小时，成骨细胞即开始贴附于FDBM网架上；复合培养7天，分布于支架材料上的成骨细胞迅速分化增殖，分泌细胞外基质并形成钙结节。结论：FDBM可作为构建组织工程骨的一种较好支架材料。     

组织工程颅骨缺损修复过程中超微结构观察

目的 用组织工程骨修复SD大鼠颅骨极量骨缺损，并在透射电镜下观察骨修复过程中成骨细胞、血管内皮细胞与陶瓷支架的关系。方法 14只雄性SD大鼠，随机分成实验组和对照组，每组7只。取左侧腔、股骨骨髓，体外诱导培养骨髓基质细胞。实验组将已分化的成骨细胞与含孔磷酸钙陶瓷复合用于修复大鼠自体颅骨极量骨缺损；对照组颅骨缺损处仅置入无细胞的陶瓷材料。分别于术后4、8、12、16、20、24及28周每组各处死1只动物取材，制成脱钙超薄切片，透射电镜下观察成骨细胞、血管内皮细胞与陶瓷残余支架的关系。结果 实验组动物颅骨修复12周前成骨细胞或成骨细胞样细胞毗邻新生小血管、血管内皮细胞存在，16周后成骨细胞转变为骨细胞，并围绕血管被包埋于骨基质及胶原纤维中；陶瓷残余与新生骨间有一条明显的钙化沉积带，大量胶原纤维已伸入到陶瓷支架的纳米级结构中。对照组陶瓷中央部位有大量小血管及血管内皮细胞增生，其周围多为幼稚成纤维细胞，无成骨细胞与血管内皮细胞的依附关系。结论 新型含孔磷酸钙陶瓷作为组织工程细胞支架，其间的纳米级结构有利于骨的再生和血管形成；未见来源于植骨床血管的内皮细胞衍变为成骨细胞。     

The study of the feasibility of segmental bone defect repair with tissue- engineered bone membrane: a qualitative observation

The objective of the study was to investigate the feasibility of intramembranous osteogenesis from tissue-engineered bone membrane in vivo. Bone marrow mesenchymal stem cells (MSCs) of rabbits were harvested, expanded and some of them were induced into osteoblasts. Porcine small intestinal submucosa (SIS) was converted by a series of physical and chemical procedures into a scaffold. MSCs and induced osteoblasts were seeded separately onto the scaffold, thus fabricating two kinds of tissue-engineered bone membrane. A total of 12 New Zealand rabbits were subjected to a surgical operation; a 15 mm bone segment, including the periosteum, was resected from the radius on both sides of each rabbit to create critical bone defects. The two kinds of tissue-engineered bone membrane and SIS (as control) were implanted randomly into the site of bone defect. The animals had radiographs and were killed after 4 weeks. The specimens were harvested and histological examination performed for evidence of osteogenesis. Bone tissue had formed in defects treated by the two kinds of tissue-engineered bone membrane at 4 weeks. This was supported by the X-ray and histological examination, which confirmed the segmental gap bridged by bone. There was no attempt to bridge in the bone defect treated by SIS. Tissue-engineered bone membrane, constructed by seeding allogeneic cells on an xenogeneic and bio-derived scaffold, can repair critical bone defects successfully.     

Cellular compatibility of improved scaffold material with deproteinized heterogeneous bone

Objective： To study cellular compatibility of improved scaffold material with deproteinized heterogeneous bone and provide experimental basis on choosing the scaffold material in bone tissue engineering. Methods： Bone marrow stromal cells （BMSC） were co-cultured with heterogeneous deproteinized bone in vitro. The contrast phase microscope, scanning electron microscope, MTT assay, flow cytometry were performed and the BGP content and ALP activities were detected in order to observe the cell growth, adhesion in the material, cell cycle and cell viability. Results. The scaffold material of deproteinized heterogeneous bone had no inhibitory effect on cellular proliferation, differentiation and secretion function of BMSCs. Conclusions ： The established heterogeneous deproteinized bone has good biocompatibility with BMSCs and is a potentially ideal scaffold material for bone tissue engineering.     

兔骨髓基质细胞的分离培养

目的 为骨组织工程寻找一种理想的种子细胞。方法 采取兔骨髓组织，应用梯度离心获取骨髓基质细胞，体外培养传代，通过光镜、透射电镜及成骨特性的鉴定，观察细胞的形态、生长特点及成骨特性。结果 培养的骨髓基质细胞形态多为三角形或梭形，生长增殖迅速，具有成骨能力，易于定向分化为成骨细胞。结论 自骨髓获得的骨髓基质细胞具有明显的增殖能力和成骨活性，可以做为骨组织工程中比较理想的种子细胞。     

成人骨髓源成骨细胞体内异位成骨的实验研究

目的　观察成人骨髓源成骨细胞与珊瑚羟基磷灰石 (CHA)复合构建的组织工程化骨组织的体内异位成骨能力 ,探讨适宜的组织工程化骨组织的构建方式。　方法　抽取健康成人骨髓 ,采用全骨髓法培养 ,使成人骨髓基质干细胞 (hBMSCs)定向诱导分化为成骨细胞 ,然后种植于CHA上 ,复合培养 5d后植入裸鼠股部肌袋内 ,以未种植细胞的CHA作为对照。术后 4,8,12周取材作一般观察、X线摄片、组织学检查和源于成人的碱性磷酸酶 (ALP)及骨钙素 (OCN)的RT PCR检测。　结果　原代和传代培养的细胞具有活跃的增殖能力 ,成骨细胞与CHA复合生长良好。实验组术后 4、8、12周均有新骨形成 ,随着时间延长 ,新骨生成量增多 ;对照组则均无新骨形成。术后 4周实验组RT PCR检测源于人的ALP及OCN表达均为阳性 ,对照组阴性。　结论　成人骨髓源成骨细胞与CHA复合培养后构建的组织工程化骨组织 ,具有良好的异位成骨能力 ,可望应用于临床修复骨缺损。