组织工程骨修复中的局部基因疗法

组织工程是将细胞生物学，分子生物学，材料科学，工程科学和骨科或整形外科手术相结合的新兴学科，在骨修复治疗中正显示诱人的前景．。本简要介绍了最近几年将基因治疗应用于组织工程骨修复所形成的一种新颖的治疗策略－－局部基因疗法，并对其基础即诱导成骨有关蛋白的理论和应用作简单描述。局部基因疗法将极大推动组织工程向骨科临床迈进。     

骨重建的力学生物学研究

骨骼的生长、发育和维持都与骨组织重建有着密切的关系,随着生物力学、组织工程、细胞生物学等学科的迅速发展,骨科相关疾病及其治疗的研究形成了多学科交叉、渗透的趋势,力学生物学已经成为研究骨重建的重要方法。本文对近年来骨重建的力学生物学相关研究工作进行整理和总结,希望为骨重建的研究、骨组织工程修复骨缺损和临床治疗相关骨科疾病的诊治提供理论基础。     

骨形态发生蛋白基因在骨组织工程领域的研究进展

运用基因增强的组织工程学技术修复骨缺损具有广阔的临床应用前景，骨形态发生蛋白基因是目前骨组织工程研究最重要的目的基因。如何选择合适类型的骨形态发生蛋白基因、基因转染载体、靶细胞、转染途径以及在缺损局部持续高效表达出具有生物活性的骨形态发生蛋白是目前亟待解决的关键问题。对以上各方面的最新进展进行了综述，并对今后的发展方向进行了展望。     

骨形态发生蛋白基因在骨组织工程领域的研究进展

运用基因增强的组织工程学技术修复骨缺损具有广阔的临床应用前景,骨形态发生蛋白基因是目前骨组织工程研究最重要的目的基因。如何选择合适类型的骨形态发生蛋白基因、基因转染载体、靶细胞、转染途径以及在缺损局部持续高效表达出具有生物活性的骨形态发生蛋白是目前亟待解决的关键问题。对以上各方面的最新进展进行了综述,并对今后的发展方向进行了展望。     

基因转移技术在骨组织工程中的应用进展

骨组织工程是骨修复研究的主要发展方向之一 ,而基因转移技术已经广泛地应用于骨组织工程领域。通过导入标记基因 /或治疗性基因 ,可使外源性调节因子表达于修复区 ,实现诱导成骨、免疫调节或成骨调控等预定目的 ,改善骨修复的成骨效能和适用范围 ,因而在骨组织工程中有良好的应用前景。     

人工骨修复材料及金属钛材料在骨组织工程中的应用

背景：寻找具有良好生物特性的骨组织工程修复材料一直是骨科研究的热点,尽管目前各种骨修复材料及方式较多,但没有一种能够非常完美地替代人骨。 目的：针对组织工程学和钛板及钛网植骨修复骨损伤的研究作一综述。 方法：检索CNKI和Medline数据库(2000-01/2011-10),以组织工程,人工骨修复,钛板,钛网植骨为关键词。将近年发表的针对性强的文章纳入研究范围,同一领域的文献则选择近期发表或权威杂志的文章。排除与传统材料或方法修复骨损伤和陈旧的文献。对查阅到的最新研究及临床应用有实用价值的文献详细分析并加以总结概括。 结果与结论：初次检索到204篇文献,严格按照纳入标准,最终将27篇文献纳入研究。传统方法修复损伤的骨常常遇到组织相容性不佳,材料不足,无法随个体生长等问题,极大降低修复体的应用效果,而钛网植骨具有手术操作简便,排斥反应小,可任意塑形,植入后能与宿主骨形成紧密的骨性结合,且有一定的固定支持作用,从而能获得满意的骨缺损修复。 关键词：人工骨;组织工程;钛板;钛网植骨;骨修复 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2012.12.032     

基因转移技术在骨组织工程中的应用进展

骨组织工程是骨修复研究的主要发展方向之一，而基因转移技术已经广泛地应用于骨组织工程领域。通过导入标记基因／或治疗性基因，可使外源性调节因子表达于修复区，实现诱导成骨，免疫调节或成骨调控等预定目的，改善骨修复的成骨效能和适应范围，因而在骨组织工程中有良好的应用前景。     

转碱性成纤维细胞生长因子基因组织工程骨修复兔骨缺损

背景：生物活性玻璃是一类具有良好生物活性及骨修复特性的生物医用材料,将其与血、脱钙骨基质或与骨形态发生蛋白等混合来促进成骨形成,增加强度,骨愈合更接近于天然骨结构。 目的：观察生物活性玻璃结合转碱性成纤维细胞生长因子基因骨髓间充质干细胞构建组织工程骨修复兔骨缺损的效果。 方法：以生物活性玻璃作为转碱性成纤维细胞生长因子基因骨髓间充质干细胞的可吸附载体,体外构建组织工程骨,将其植入兔桡骨中段10 mm骨缺损处,以自体骨移植组、生物活性玻璃/骨髓间充质干细胞组和空白组作为对照,术后2,4,8,12周进行影像学、病理组织切片、生物力学测试,观察各组骨缺损修复效果。 结果与结论：以生物活性玻璃作为转碱性成纤维细胞生长因子基因骨髓间充质干细胞的可吸附载体,体外构建的组织工程骨植入兔桡骨骨缺损的成骨效应、骨愈合后的抗扭转强度明显优于其他各组(P < 0.01)。说明生物活性玻璃结合转碱性成纤维细胞生长因子基因骨髓间充质干细胞构建的组织工程骨可用于骨缺损修复,优于自体骨移植。     

自体骨修复肿瘤性骨缺损的应用现状及应注意的问题

任何手术方式治疗骨肿瘤都将造成骨缺损 ,从而使骨的连续性受到破坏、负重和活动功能受到影响 ,因此 ,对肿瘤性骨缺损进行修复 ,是临床上一个不容回避的问题。目前 ,临床上修复肿瘤性骨缺损的方法很多 ,本文拟对自体骨修复肿瘤性骨缺损的应用现状作一综述。1　游离自体骨移植游离自体骨移植修复肿瘤性骨缺损是骨科临床广泛采用的方法 〔1～ 4〕,虽然因某些肿瘤的局部复发而导致手术失败 ,但其修复骨缺损的效果是肯定的。游离自体骨常用的供骨部位是髂骨、胫骨和腓骨 ,分另提供松质骨、皮质骨和全骨。游离自体骨移植后的成骨过程分为两个阶段…     

生物降解材料复合成骨因子在骨科应用研究中的进展

背景：生物可降解植入物不仅可重建骨缺损部位,而且随着材料的逐步降解,新生骨组织可完全替代移植材料,填充骨缺损处。目的：总结生物降解材料复合成骨因子在骨科的研究进展。方法：以“可降解材料,成骨因子,细胞活性因子,骨组织工程;Biodegradable materials,factors,cell active factor,bone tissue engineering”为检索词,应用计算机检索PubMed、万方、CNKI数据库2000至2015年的相关文献。结果与结论：生物可降解医用高分子材料可分为天然高分子材料和人工合成可降解材料。天然高分子材料具有良好的生物相容性,但其机械强度较差;人工合成可降解材料械强度较天然高分子材料高,但容易造成局部酸性物质堆积,产生局部炎症反应。将生物可降解医用高分子材料与成骨因子复合,可提高材料的力学强度与骨诱导能力,但将其作为骨修复材料应用于临床还有很多问题需要解决。  中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料;骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性;组织工程     

Perspectives of gene therapy in stem cell tissue engineering

Tissue engineering is an interdisciplinary field that applies the principles of engineering and life sciences toward the development of biological substitutes that restore, maintain or improve tissue function. It is hoped that forming tissue de novo will overcome many problems in plastic surgery associated with such areas as wound healing and the immunogenicity of transplanted tissue that lead to dysfunctional repair. Gene therapy is the science of the transfer of genetic material into individuals for therapeutic purposes by altering cellular function or structure at the molecular level. Recently, tissue engineering has been used in conjunction with gene therapy as a hybrid approach. This combination of stem-cell-based tissue engineering with gene therapy has the potential to provide regenerative tissue cells within an environment of optimal regulatory protein expression and would have many benefits in various areas such as the transplantation of skin, cartilage or bone. The aim of this review is to outline tissue engineering and possible applications of gene therapy in the field of biomedical engineering as well as basic principles of gene therapy, vectors and gene delivery.     

基因活化材料在骨科组织损伤修复中的应用

背景：基因活化材料是新型的专为组织工程设计的转基因材料。目前基因活化材料技术在骨科主要用于骨折不愈合、软骨以及肌腱韧带损伤的修复。 目的：分析目前基因活化材料在骨科组织损伤修复中的应用,为临床应用提供参考。 方法：以“Gene-Activated-Matrix,GAM”英文检索词及“基因活化材料,组织工程,骨与软骨损伤修复,肌腱韧带损伤修复”中文检索词,检索CNKI中国知网数据库和PubMed数据库1999-01/2010-09相关文献128篇。纳入与骨组织工程及基因活化材料有关的基础性、前瞻性及临床性研究,排除标准重复性研究,保留其中的26篇进行分析。 结果与结论：目前基因活化材料技术在骨科主要用于骨折、软骨以及肌腱韧带损伤的修复。随着分子生物学和基因工程技术的发展,可利用基因活化材料修复关节软骨损伤,通过转基因的靶细胞持续大量分泌生长因子来修复损伤的关节软骨。目前,基因治疗存在的主要问题是基因转染的安全性、基因表达的可控性、以及寻找合适的基因载体。同时,基因活化材料治疗为韧带和肌腱损伤愈合也提供了新的治疗途径。大量研究表明利用基因活化材料治疗在组织损伤修复方面具有有效性和可行性,但仍面临许多问题需要解决。     

生物活性玻璃在骨科应用的研究进展

生物活性玻璃是一种重要的无机生物医用材料。因其具有优异的生物相容性和生物活性日益引起广大骨科医务一作者及科研人员的重视,并正广泛应用于临床。详尽讨论了生物活性玻璃材料作为骨缺损修复材料、骨组织工程的支架材料、抗感染载体材料、介入治疗载体材料等在骨科应用的研究现状和发展方向,展望了生物玻璃材料在骨科领域的应用前景。     

Quantification of temperature and injury response in thermal therapy and cryosurgery

Research on thermal therapy--the heating of pathological tissue using energy source (radiofrequency, microwave, high-intensity focused ultrasound, or laser energy)--and cryosurgery--the freezing of pathological tissue using either liquid or gaseous cryogens--can be classified into two broad categories: basic science and clinical application. The basic science of thermal therapy and cryosurgery is an interdisciplinary research field involving both biology and engineering. Studies from the perspective of biology mainly focus on determining the thermally induced injury mechanisms at the macromolecular, cellular, and tissue (in vitro and in vivo) levels. Studies from the engineering perspective emphasize how to measure and predict the thermal and injury behavior using engineering tools. This article will give a detailed overview of studies relevant to the basic science of thermal therapy and cryosurgery from both the biology and engineering points of view. This includes the experimental observations of cellular and vascular alterations during and after thermal therapy/cryosurgery and the quantification of thermal histories and corresponding injuries using mathematical models.     

骨科生物力学研究的发展与现状

临床应用减轻了退化性关节炎患者的痛苦。本期《医用生物力学》杂志选刊了11篇相关研究论文,内容涵盖了组织工程研究、运动医学研究、脊柱生物力学及人工关节生物力学研究等,从临床应用到基础研究都有,研究采用了材料试验机测试或计算机仿真有限元分析等基本方法。使读者了解生物力如何运用于骨科方面的研究,期望更多读者在临床中发现适合于骨科生物力学的研究题材。     

高分子载体的基因释放与组织工程

以高分子为载体释放编码蛋白质质粒DNA实现组织重建的方法是在多学科、基因治疗和组织工程概念的基础上提出的。其技术的核心问题是以生物可降解高分子为载体的基因缓释；本将综述以高分子为载体的基因释放及其在组织工程应用的研究进展，并指出现存的问题。     

胚胎干细胞致瘤性研究进展

干细胞（SCs）研究是目前生命科学和医学领域研究的热点。SCs可分为胚胎干细胞（ESCs）和成体干细胞。ESCs来源于胚胎囊胚时期的内细胞团,具有分化的全能性和无限增殖能力,在组织工程、基因治疗和发育生物学基础研究等领域中具有广泛的应用前景;但同时因致瘤性等问题未得到解决,而限制了其发展。就国内外普遍认可的ESCs致瘤性的原因及解决方法进行综述,为ESCs应用过程中致瘤性问题的解决提供参考。     

聚乙烯胺及其衍生物在生物医学工程中的应用进展

聚乙烯胺(PVAm)是氨基聚合物中一级胺含量最高的水溶性大分子,具有聚阳离子特性、pH刺激响应性、高反应活性等特征,近10年来已在生物医学、石油化工、造纸印染、污水处理等诸多领域获得了广泛应用。系统介绍聚乙烯胺及其衍生物在生物医学领域的研究进展,主要从基因转染、药物治疗、组织工程等3个方面,详细总结近10年来的研究成果,分析对比了聚乙烯胺及其衍生物在这些领域应用的优势与缺点,指出其在这些技术领域的发展趋势,对聚乙烯胺衍生物的设计、合成及其在生物医学领域的应用开发具有指导意义。     

Role of gene therapy in tissue engineering procedures in rheumatology: the use of animal models

Tissue engineering is not only the application of cells and scaffolds to generate a new tissue but should also bring into play biological principles to guide cellular behavior. A way to modify cellular behavior is genetic modification of the cells used for tissue engineering (gene therapy). In the field of rheumatic diseases, cellular modification by overexpressing anabolic factors, such as insulin-like growth factor-I or transforming growth factor beta, or inhibitors of catabolic cytokines or proteolytic enzymes can protect tissues form further destruction and stimulate tissue repair. To test the effect of transgenes on tissue engineering adequate test systems have to be available. Initial testing can be done in simple in vitro systems. However, animal models are unavoidable to study the interaction between the environment and tissue engineering. Optimal models to study gene therapy in combination with tissue engineering in the field of rheumatology are not available at this moment. Arthritis models are mainly developed in small animals while high-quality tissue engineering experiments ask for a large animal model. Development of animal models that can be used for tissue engineering experiments and mimic end stage arthritic diseases is needed.     

非病毒基因载体材料的研究进展

非病毒材料可成为基因治疗中的基因载体,使目的基因持续有效地表达。非病毒基因载体主要有脂质体、人工合成聚合物载体、天然聚合物载体、局部基因释放载体等。其中壳聚糖及其衍生物是一种优良的基因释放载体,局部基因释放载体技术将基因治疗与组织工程结合起来,在组织修复与重建方面将发挥重要作用。