静电纺丝纳米纤维在骨组织工程中的应用

静电纺丝纳米纤维技术在生物医学领域有着广泛的应用研究,其在骨组织工程应用中仍未解决的问题是同时满足材料的生物相容性、可降解性、生物活性和力学性能。骨组织工程主要构成要素是支架、细胞和生长因子。静电纺丝复合纳米纤维支架材料具有纳米级别的天然骨分级结构和天然骨的多孔结构,改进复合支架材料可促进细胞的浸润生长、干细胞分化和组织形成。本文重点探讨通过静电纺丝技术改进复合支架的性能,及其在动物实验研究方面的最新进展。     

聚羟基丁酸酯/聚乙二醇纳米复合支架的生物相容性研究

目的:采用聚羟基丁酸酯(polyhydroxybutyrate,PHB)/聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)纳米复合生物材料构建三维培养支架并与大鼠髁突软骨细胞(condylar chondrocytes)复合培养,评价其生物相容性。方法:应用静电纺丝法制备PHB/PEG纳米复合生物支架,将大鼠髁突软骨细胞接种于PHB/PEG支架上,分别于复合培养4h,72h时利用荧光显微镜及扫描电子显微镜观察细胞在三维支架上的粘附、铺展及生长情况,并应用MTT四甲基偶氮唑盐微量酶反应比色法检测细胞的增殖活性,评价其生物相容性。结果:荧光显微镜及扫描电子显微镜观察显示复合培养4h时细胞已粘附于支架表面,部分细胞开始铺展,培养72h细胞在支架表面增殖及生长良好,MTT结果显示PHB/PEG纳米三维支架复合培养大鼠髁突软骨细胞较对照组具有更高的增殖活性。结论:静电纺丝法制备的PHB/PEG纳米复合生物支架可以促进大鼠髁突软骨细胞的粘附、生长和增殖,具有良好生物相容性,为组织工程软骨再生奠定一定的实验基础。     

磷酸钙生物陶瓷在骨及软骨组织工程中的应用

为修复肿瘤、创伤及病理因素引起的骨缺损,随着纳米和生物技术的发展,一系列新型的骨组织工程支架材料被制备出来。磷酸钙生物陶瓷作为一种可吸收的生物陶瓷,具有良好的骨传导性能、成骨性能及可控降解性能,在骨组织工程中日益被人们所熟知。同时,磷酸钙有较高的生物活性,对成骨细胞的黏附、增殖及分化等起着重要作用,并可以降低环境改变引起的细胞损害,是较为理想的骨替代材料。为了更好地掌握纳米生物材料的优点和指导制备新型的骨组织工程支架材料,本文对作为骨组织工程支架材料之一的磷酸钙生物陶瓷的种类、理化性质、生物活性、细胞支架的骨组织工程等进行综述,并对其研究和发展作出展望。     

介孔氧化硅纳米材料在骨组织工程中的应用

组织工程骨作为一种极具潜力的新型骨移植材料,有效弥补了现今骨修复材料的缺陷。其中介孔氧化硅纳米材料由于具有比表面积大、生物相容性好、可进一步加工修饰等优点,适合骨组织工程对材料的需求,具有较好的应用前景。针对前期已开展的基础科学研究成果,本文综述了介孔氧化硅纳米生物材料的基本特性和其在骨组织工程中的应用优势,并从药物载体和支架成分两个方面综述了其在骨组织工程中的研究现状,其中药物载体方面主要介绍负载药物的种类和负载方法,支架成分方面则将含有介孔氧化硅纳米材料的支架分为无机支架、有机支架和复合支架三类,并标注了各种支架在微观结构、药物释放动力学、力学性质以及所培养细胞的分子学和细胞学行为等一个或多个方面的突出优点。此外,本文还介绍了介孔氧化硅纳米材料在骨粘合剂中的应用,以及金属离子的引入。最后对介孔氧化硅纳米生物材料在骨组织工程领域的发展方向提出了设想。     

成骨细胞在生物活性玻璃与TGF-β复合生物支架上培养的实验研究

目的:研究兔成骨细胞在生物活性玻璃与TGF-β复合生物支架中的生长情况,探讨优化组织工程中生物材料支架的实验方法。方法:体外培养的兔成骨细胞与BG/TGF-β构建的三维立体材料支架体外复合培养,分别于2、4、6、8 d通过显微镜观察,上清液ALP测定,MTT细胞计数法及流式细胞仪检测,评估BG/TGF-β构建的三维立体材料支架与兔成骨细胞的生物相容性。结果:兔成骨细胞在BG/TGF-β构建的三维立体材料支架的表面及空隙内生长状态良好,随着培养时间的延长,各组细胞数量都明显增加,各时间点BG/TGF-β构建的三维立体材料支架上MTT法测定细胞数实验组与对照组比较,两组对照有显著性差异(P<0.05),上清液ALP测定值实验组与对照组进行统计处理,两组对照有显著性差异(P<0.05)。细胞凋亡率(Ap)实验组与对照组进行统计处理,两组对照无显著性差异(P>0.05)。结论:BG/TGF-β复合支架不但具有良好生物相容性,而且能促进成骨细胞的增殖与分化,为骨组织工程支架材料的改良提供了依据。     

四肢组织工程骨新型支架的比较研究

现代医学的骨组织工程中,种子细胞、生物材料和组织构建是三个最基本要素,而生物材料或支架材料是影响组织构建最为关键的因素之一。它必须具有良好的生物相容性、可降解性、低免疫原性以及一定的空间结构、孔隙率、降解速率等特性[1]。     

壳聚糖在软骨组织工程中的应用

目的 对高分子生物材料壳聚糖在软骨组织工程中的应用现状进行综述。方法 广泛查阅近年来有关壳聚糖在组织工程中应用的文献，综合分析，讨论 其生物相容性、可降解性及其应用。结果 壳聚糖具有良好的生物相容性、可降解性，除能提供细胞生长所需的三维支架作用外，还能提供类似软骨基质的细胞外环境，维持细胞表型及功能。结论壳聚糖在软骨组织工程中具有良好的应用前景。     

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…     

纳米羟基磷灰石-40%二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性评价

[目的]评估纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性.[方法]根据ISO10993-1标准,采用细胞毒性试验、急性毒性试验、溶血试验和体内植入(90 d)试验对纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性进行评估.[结果]纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料组织相容性的细胞毒性评分小于I级,细胞生长无明显抑制现象,无急性毒性反应,无溶血反应,体内植入符合植入材料生物学评价要求.[结论]纳米羟基磷灰石-二氧化锆生物陶瓷材料具有良好的组织相容性,作为骨组织工程中生物支架材料具有广阔临床应用前景.     

成骨细胞株与强韧化纳米人工骨支架联合培养实验研究

目的 :观察成骨细胞株 ( 3T3 E1)在新型纳米氧化锆强韧化高孔隙率人工骨支架 (下文简称人工骨支架 )材料上生长情况。方法 :成骨细胞株 ( 3T3 -E1)与人工骨支架联合培养 ,通过光镜观察和细胞计数的方法了解成骨细胞与支架结合能力 ,扫描电镜观察细胞生长的情况。结果 :新型强韧化纳米人工骨材料与建株成骨细胞有良好的结合能力 ,成骨细胞株 ( 3T3 E1)在人工骨材料上生长良好。结论 :纳米骨支架是较理想的骨组织工程支架材料 ,成骨细胞复合支架用于骨缺损的修复 ,具有广阔的临床应用前景。     

骨组织工程支架的研究应用

<正>骨质缺损是临床常见创伤,也是临床骨科面临的一大难题,以往多采用骨移植的方法治疗。随着骨组织工程的发展,人工合成生物材料被用来作为骨移植替代物,取得了很多成果,但也有很多不足之处。长期以来,移植材料的研制一直是骨组织工程材料研究的热点[1]。生物材料最初被应用是由于其有良好的生物力学和结构性修复特性,之后其被构建成骨组织工程支架,具有三维结构、生物活性、可吸收性,能提高或刺激     

兔成骨细胞与纳米氧化锆强韧化高孔隙率磷酸钙人工骨细胞支架生物相容性研究

目的 研究成骨细胞与纳米氧化锆强韧化高孔隙率磷酸钙人工骨细胞支架在体外培养条件下的生物相容性。方法 将成骨细胞株置于含体积分数为10％胎牛血清的DMEM培养基中培养，传代后改用含地塞米松、β-甘油磷酸钠和维生素C的条件培养基培养，分为纳米支架复合细胞组和单纯细胞组，不同时间用倒置相差显微镜、HE染色光镜及扫描电镜观察。MTT法进行细胞增殖测定，并进行细胞微量蛋白含量检测和碱性磷酸酶的定量检测。结果 成骨细胞体外培养时复合或不复合纳米支架均生长良好，表现出典型的细胞形态特征和生物学特性，纳米支架利于细胞的贴附、生长与增殖，并对细胞的功能无不良影响。结论 纳米支架是较理想的骨组织工程支架材料，成骨细胞复合纳米支架用于骨缺损的修复，具有广阔的临床应用前景。     

组织工程细胞支架及其相关技术的研究

细胞支架在组织工程中的作用及其性能要求 组织工程的核心是构建由细胞与生物材料结合而成的复合体。组织工程中,组织细胞依附于由生物材料所制备、与所需修复的组织或器官具有相同形状的支架上,在先经过体外培养扩增、再植入体内的病损部位,使之最终达到修复重建组织或器官、恢复功能目的的。因此,细胞、生物材料所构成的细胞支架,以及组织和器官的形成和再生是组织工程的三大要素。 组织工程中,三维多孔的细胞支架不但起着决定新生组织、器官形状大小的作用,更重要的是为细胞增殖起着提供营养、进行气体交换、排除废物,为细胞增殖、繁衍提供场所的重要作用,因此组织工程的细胞支架必须满足一定的要求: 1.细胞支架材料必须无毒、具有良好的生物相容性; 2.材料必须具有生物可降解性,能随着细胞的增殖而在体内逐渐降解、代谢,而后被吸收; 3.材料的降解产物必须无毒、并具有良好的生物相容性,不会对组织和机体产生不良的影响; 4.材料必须具有良好的加工性能,能被加工成所需要的形状和结构; 5.支架必须具有开放性的孔结构,其孔隙大小必须符合一定的要求;     

心肌组织工程支架材料研究进展

目的对心肌组织工程支架材料的研究现状与存在问题进行综述,并展望其前景。方法广泛查阅近年来有关心肌组织工程支架材料的文献,并进行综述。结果作为组织工程中的三大要素之一,合适的支架材料对种子细胞的生长和分化具有重要意义;在心肌组织工程领域,生物支架材料和人工合成支架能够通过其内的活性成分仿生细胞外基质(extracellular matrix,ECM)的结构和功能特点;随着去细胞技术的不断更新,自然源性的ECM已经表现出巨大优势。结论采用复合支架原理,利用计算机和纳米高分子技术等高科技,结合传统心肌组织工程支架生物材料,对生物材料进行表面修饰,有望为心肌组织工程提供较理想的支架材料。     

纳米组织工程骨与兔骨髓基质干细胞体外生物相容性的实验研究

目的探讨纳米组织工程骨(NHAC)与兔骨髓基质干细胞(RMSCs)体外生物相容性,为应用组织工程方法修复骨缺损提供依据。方法将RMSCs与NHAC体外复合培养,进行形态学和功能测定。结果骨髓基质干细胞能在纳米组织工程骨上良好地粘附、增殖、生长。细胞的活性和碱性磷酸酶活性未受到纳米组织工程骨的影响。结论NHAC具有良好的生物相容性,可作为骨组织工程理想的生物材料。     

明胶/纳米羟基磷灰石三维多孔骨支架的制备及其生物安全性评价

[目的]探讨冷冻干燥法制备明胶/纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,nHA)三维多孔支架的可行性并评价材料的生物安全性。[方法]取明胶水溶液,将其分别与10 wt%、20 wt%、30 wt%的nHA混合,交联后采用冷冻干燥法制备明胶/nHA三维多孔支架。评价材料的理化性质,通过测定支架孔径、孔隙率、吸水率、抗压强度及降解pH值优化制备条件;MTT法分析支架浸提液毒性;共培养观察细胞在材料表面及周围生长情况;材料埋入背部肌肉内,组织学染色观察评价其生物安全性。[结果]体视显微镜及电镜显示,制备的支架均呈三维多孔隙结构。随着nHA含量的增加,材料成孔效果变差,孔径、孔隙率、吸水率变小,而抗压强度增加。其中以nHA含量为20 wt%的材料表现更为适宜,并选其进行生物相容性实验。MTT法显示不同浓度支架浸提液与对照DMEM培养液吸光度值比较,差异无统计学意义(P>0.05)。细胞与材料共培养生长状态良好。HE染色观察材料与周围肌肉组织无排斥反应,组织相容性良好。[结论]制备的明胶/nHA支架材料具有三维孔隙结构,具备合适的孔径和孔隙率,无毒,生物相容性良好,可作为骨组织工程支架使用。     

纳米P(LLA-b-CL)与犬关节软骨细胞体外生物相容性实验研究

[目的] 研究具有纳米结构二嵌段共聚物左旋聚乳酸/聚已内酯(PLLA-b-PCL)与犬关节软骨细胞的体外生物相容性,探讨其作为软骨组织工程支架的可行性.[方法] 开环聚合制备PLLA-b-PCL,液-液相分离制备PLLA-b-PCL纳米支架,扫描电镜观察材料结构:分离培养犬膝关节软骨细胞,取第3代软骨细胞接种于PLLA-b-PCL膜进行复合二维培养,MTT法检测细胞毒性;通过倒置显微镜、Hoechst33342荧光法观察细胞的形态与粘附状况;另取第3代软骨细胞与纳米PLLA-b-PCL(实验组)、PLLA-b-PCL(对照组)支架材料上进行三维培养3周,扫描电镜观察软骨细胞的形态、粘附、生长状况,Hoechst33258荧光法检测复合物中细胞DNA含量、BCA法测定蛋白质含量.[结果] PLLA-b-PCL无细胞毒性,软骨细胞在纳米PLLA-b-PCL支架上粘附、增殖良好,随时间延长软骨细胞在支架材料上DNA和蛋白质含量逐渐增加,DNA和蛋白质含量均明显高于对照组(P<0.05).[结论] PLLA-b-PCL纳米支架能为软骨细胞的生长分化提供较好的环境,具有良好的生物相容性,有望成为一种较好的软骨组织工程支架材料.     

仿生增强型纳米羟基磷灰石-聚乳酸复合支架研究现状

骨组织工程是修复骨缺损最有前途的方法,寻找理想的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一。近年来采用仿生学原理制备的增强型纳米羟基磷灰石聚乳酸复合支架材料因具有良好的生物相容性和生物降解性而广泛研究。该文就纳米羟基磷灰石-聚乳酸复合支架材料的制备、力学性能及影响因素、与骨髓间充质干细胞复合构建组织工程化骨、与骨形态发生蛋白复合构建活性人工骨的成骨性能研究现状作一简要综述。     

三维生物打印材料在组织工程气管移植物中的应用

三维生物打印已经成为当前构建气管移植物的热门方式之一, 不同类型的生物材料在气管支架的制备和再生过程中具备其独有的性能优势。寻找具有可打印性、良好结构稳定性和生物相容性的天然或聚合材料, 实现组织工程气管的软骨化、上皮化和血管化再生对于制备可用于移植的气管支架尤为重要。本文现就三维生物打印气管支架所面临的问题和挑战、打印材料的分类以及应用进行综述, 以期为气管替代研究提供新思路, 以促进组织工程气管移植物的转化应用。     

纳米支架与犬骨髓基质干细胞体外生物相容性的实验研究

目的研究具有纳米结构二嵌段共聚物左旋聚乳酸-聚己内酯（PLLA-b-PCL）与犬骨髓基质干细胞（BMSCs）的体外生物相容性，探讨其作为软骨组织工程支架的可行性。方法开环聚合制备PLLA-b—PCL，液-液相分离制备PLLA-b-PCL纳米支架，扫描电镜观察材料结构。分离培养犬BMSCs，取第3代BMSCs接种于PLLA-b—PCL膜进行复合二维培养，MTT法检测细胞毒性；通过倒置显微镜、Hoechst33342荧光法观察细胞的形态与黏附情况。另取第3代BMSCs与纳米PLLA—b-PCL支架材料（实验组）、PLLA—b—PCL支架材料（对照组）进行三维培养3周，扫描电镜观察BMSCs的形态、黏附、生长情况，Hoechst33258荧光法检测复合物中细胞DNA含量，BCA法测定蛋白质含量。结果PLLA-b-PCL无细胞毒性，BMSCs在纳米PLLA—b—PCL支架上黏附、增殖良好。随时间延长，BMSCs在支架材料上的DNA和蛋白质含量逐渐增加，DNA和蛋白质含量均明显高于对照组，差异有统计学意义（P〈0．05）。结论PLLA-b—PCL纳米支架能为BMSCs的生长分化提供较好的环境，具有良好的生物相容性，有望成为一种较好的软骨组织工程支架材料。