组织工程

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,组织,工,工,程,程,湖州,师,师院,杨,杨建,民,民,目录,组织,工,工程,研,研究,内,内容,组织,工,工程,支,支架,材,材料,用于,组,组织,工,工程,的,的新,肽,肽生,物,物材,料,料支,架,架,组织,工,工程,化,化血,管,管种,子,子细,胞,胞研,究,究进,组织,工,工程,面,面临,的,的挑,战,战,概况,组织,工,工程(TissueEngineering),是,是近,年,年来,正,正在,兴,兴起,的,的一,门,门新,学,学科,，,，属,于,于生物,高,高技,术,术范畴,定义：应,用,用生,命,命科,学,学与,工,工程,学,学的,原,原理,与,与技,术,术，,在,在正,确,确认,识,识哺,乳,乳动,物,物的,正,正常,及,及病,理,理两,种,种状,态,态下,的,的组,织,织结,构,构与,功,功能,关,关系,的,的基,础,础上,，,，研,究,究、,开,开发,用,用于,修,修复,、,、维,护,护、,促,促进,人,人体,各,各种,组,组织,或,或器,官,官损,伤,伤后,的,的功,能,能和,形,形态,的,的生,物,物替,代,代物,的,的一,门,门新,兴,兴学,科,科,组织,工,工程,研,研究主要,包,包括,四,四个,方,方面,：,：种,子,子细,胞,胞、,生,生物,材,材料,、,、构,建,建组,织,织和,器,器官,的,的方,法,法和,技,技术,以,以以,及,及组,织,织工,程,程的,临,临床,应,应用,组织,工,工程,研,研究,内,内容,组织,工,工程,的,的核心,建立,细,细胞,与,与生,物,物材,料,料的,三,三维,空,空间,复,复合,体,体，,即,即具,有,有生,命,命力,的,的活,体,体组,织,织，,用,用以,对,对病,损,损组,织,织进,行,行形,态,态、,结,结构,和,和功,能,能的,重,重建,并,并达,到,到永,久,久性,替,替代,基本,原,原理,和,和方,法,法,将体,外,外培,养,养扩,增,增的,正,正常,组,组织,细,细胞,，,，吸,附,附于,一,一种,生,生物,相,相容,性,性良,好,好并,可,可被,机,机体,吸,吸收,的,的生,物,物材,料,料上,形,形成,复,复合,物,物，,将,将细,胞,胞-,生,生物,材,材料,复,复合,物,物植,入,入机,体,体组,织,织、,器,器官,的,的病,损,损病,分,分，,细,细胞,在,在生,物,物材,料,料逐,渐,渐被,机,机体,降,降解,吸,吸收,的,的过,程,程中,形,形成,新,新的,在,在形,态,态和,功,功能,方,方面,与,与相,应,应器,官,官、,组,组织,相,相一,致,致的,组,组织,，,，而,达,达到,修,修复,创,创伤,和,和重,建,建功,能,能的,目,目的,。,。,组织,工,工程,研,研究,内,内容,组织,工,工程,研,研究,包,包括,以,以下,四,四个,方,方面,种子,细,细胞,研,研究,细胞,外,外基,质,质的,研,研究,组织,器,器官,的,的构,建,建,组织,工,工程,临,临床,应,应用,组织,工,工程,研,研究,内,内容,种子,细,细胞,研,研究,种子,细,细胞,的,的培养是组,织,织工,程,程的,基,基本,要,要素,，,，细,胞,胞主,要,要来,源,源于,自,自体,、,、同,种,种异,体,体、,异,异种,组,组织,细,细胞,等,等。,自,自体,组,组织,细,细胞,应,应为,首,首选,1载体等技,术,术用,于,于细,胞,胞的,快,快速,增,增殖,2干细,胞,胞工程,3,采,采用,各,各种,生,生长,因,因子,和,和端粒,酶,酶调节,与,与延,缓,缓细,胞,胞的,老,老化,4,采,采用,各,各种,方,方法,（,（包,括,括自,身,身转,化,化、,化,化学,、,、物,理,理、,病,病毒,等,等方,法,法）,诱,诱导,细,细胞,发,发生转化，使,其,其倍,增,增时,间,间减,少,少，,永,永生,化,化或,生,生命,期,期延,长,长，,也,也是,一,一个,努,努力,方,方向,组织,工,工程,研,研究,内,内容,细胞,外,外基,质,质的,研,研究,ECM均,质,质状,态,态的,基,基质,（,（蛋,白,白多,糖,糖、,糖,糖蛋,白,白）,和,和细,丝,丝状,的,的胶,原,原纤,维,维,ECM是,细,细胞,附,附着,的,的基,本,本框,架,架和,代,代谢,场,场所,，,，其,形,形态,和,和功,能,能直,接,接影,响,响所,构,构成,的,的组,织,织形,态,态和,功,功能,理想,的,的ECM应具,有,有以,下,下特,点,点,生,物,物相,容,容性,好,好,有,有可,吸,吸收,性,性有可,塑,塑性,表,面,面化,学,学特,性,性和,表,表面,微,微结,构,构利,于,于细,胞,胞的,粘,粘附,和,和生,长,长降,解,解速,率,率可,根,根据,不,不同,细,细胞,的,的组,织,织再,生,生速,率,率而,进,进行,调,调整,。,。,组织,工,工程,研,研究,内,内容,细胞,外,外基,质,质的,研,研究,组织,工,工程,所,所应,用,用的,材,材料,天然ECM,：,采用胶原制作,人,人工,皮,皮和,血,血管,的,的模,型,型,人工,的,的ECM,：,聚乳,酸,酸、,聚,聚羟,基,基乙,酸,酸、,两,两者,的,的共,聚,聚物,（,（PGA-PLA,）,）、,聚,聚-羟,基,基丁,酯,酯（PHB）,；,；聚,乳,乳酸-已,内,内酯,的,的共,聚,聚物,（,（PLC,）,）、,聚,聚原,酸,酸酯,、,、聚,磷,磷本,酯,酯、,聚,聚酸,酐,酐,天然,高,高分,子,子同,合,合成,高,高分,子,子的,复,复合,物,物,，,，如,胶,胶原-PCA,的,的复,合,合物,等,等,有机,材,材料,同,同无,机,机材,料,料的,复,复合,物,物，,如,如羟,基,基磷,灰,灰石-甲,壳,壳素,的,的复,合,合物,，,，羟,基,基磷,灰,灰石-PLA,的,的复,合,合物,等,等,组织,工,工程,研,研究,内,内容,组织,器,器官,的,的构,建,建,1,骨,骨组,织,织构,建,建,构建,组,组织,工,工程,骨,骨的,方,方式,有,有几,种,种：,支,架,架材,料,料与,成,成骨,细,细胞,；,；,支,支架,材,材料,与,与生,长,长因,子,子；,支,架,架材,料,料与,成,成骨,细,细胞,加,加生,长,长因,子,子。,生长,因,因子,通,通过,调,调节,细,细胞,增,增殖,、,、分,化,化过,程,程并,改,改变,细,细胞,产,产物,的,的合,成,成而,作,作用,于,于成,骨,骨过,程,程,组织,工,工程,研,研究,内,内容,组织,器,器官,的,的构,建,建,2,组,组织,工,工程,血,血管,构,构建,血管,壁,壁中,切,切取,弹,弹性,基,基膜,，,，并,在,在其,上,上培,养,养鼠,动,动脉,平,平滑,肌,肌细,胞,胞；,或,或用I型,胶,胶原,制,制备,基,基质,材,材料,与,与各,型,型血,管,管壁,细,细胞,成,成分,合,合成,血,血管,模,模型,。,。,组织,工,工程,研,研究,内,内容,组织,工,工程,临,临床,应,应用,组织,工,工程,中,中临,床,床应,用,用是,在,在组,织,织构,建,建完,成,成了,动,动物,试,试验,之,之后,，,，在,人,人体,上,上的,应,应用,，,，这,也,也是,组,组织,工,工程,的,的最,后,后一,步,步。,目,目前,，,，组,织,织工,程,程的,研,研究,只,只有,活,活性,皮,皮肤,达,达到,了,了这,一,一步,。,。,组织,工,工程,支,支架,材,材料,一、,骨,骨组,织,织工,程,程支,架,架材,料,料,二、,神,神经,组,组织,工,工程,支,支架,材,材料,三、,血,血管,组,组织,工,工程,支,支架,材,材料,四、,肌,肌腱,组,组织,工,工程,支,支架,材,材料,五、,皮,皮肤,组,组织,工,工程,支,支架,材,材料,六、,角,角,膜,膜组,织,织工,程,程支,架,架材,料,料,七、,肝,肝,、,、胰,、,、肾,、,、泌,尿,尿系,统,统组,织,织工,程,程支,架,架材,料,料,组织,工,工程,支,支架,材,材料,骨组,织,织工,程,程支,架,架材,料,料,必须具,备,备以下,两,两个功,能,能,（1）,有,有一,定,定机械,强,强度以,支,支撑组,织,织的高,强,强度材,料,料，以,保,保证材,料,料植入,人,人体后,，,，有支,撑,撑体的,重,重量，,不,不改变,骨,骨骼形,状,状。,（2）,有,有一,定,定生物,活,活性可,诱,诱导细,胞,胞生长,、,、分化,，,，并可,被,被人体,降,降解吸,收,收,分为两,类,类，即,生,生物降,解,解和非,生,生物降,解,解型,高聚物,（,（碳素,纤,纤维，,涤,涤纶，,特,特氟隆,）,），金,属,属材料,（,（不锈,钢,钢，钴,基,基合金,，,，钛合,金,金），,生,生物惰,性,性陶瓷,（,（氧化,铝,铝，氧,化,化锌，,碳,碳化硅,）,），生,物,物活性,陶,陶瓷（,生,生物玻,璃,璃，羟,基,基磷灰,石,石，磷,酸,酸钙）,等,等,纤维蛋,白,白凝胶,、,、胶原,凝,凝胶、,聚,聚乳酸,、,、聚醇,酸,酸及其,共,共聚体,、,、聚乳,酸,酸和聚,羟,羟基酸,类,类、琼,脂,脂糖、,壳,壳聚糖,和,和透明,质,质酸等,多,多糖类,。,。,图一：一名7岁男孩沈某因车祸造成颅骨66厘米缺损,图二：采用组织工程技术构建的颅骨移植修复，经4个月随访，这块占颅骨总面积达16的组织工程化颅骨在人体内稳定存在，生长良好。,组织工,程,程支架,材,材料,神经组,织,织工程,支,支架材,料,料,理想的,人,人工神,经,经是一,种,种特定,的,的三维,结,结构支,架,架的神,经,经导管,，,，可接,纳,纳再生,轴,轴突长,入,入，对,轴,轴突起,机,机械引,导,导作用,，,，雪旺,细,细胞支,架,架内有,序,序地分,布,布，分,泌,泌NTFs等,发,发挥神,经,经营养,作,作用，,并,并表达CAM,、,、分泌ECM,，,，支持,引,引导轴,突,突再生,。,。,以往用,于,于桥接,神,神经缺,损,损的神,经,经套管,材,材料有,硅,硅胶管,、,、聚四,氟,氟乙烯,、,、聚交,酯,酯、壳,聚,聚糖等,。,。,目前用,于,于人工,神,神经导,管,管研究,的,的可降,解,解吸收,材,材料有,聚,聚乙醇,酸,酸（PGA）,、,、聚乳,酸,酸（PLA）,及,及它们,的,的共聚,物,物等。,组织工,程,程支架,材,材料,神经组,织,织工程,支,支架材,料,料,神经支,架,架材料,的,的功能,有,有两种,（1）,必,必须,为,为神经,的,的恢复,提,提供所,需,需的三,维,维空间,，,，即要,保,保证神,经,经导管,具,具有合,适,适的强,度,度、硬,度,度和弹,性,性，使,神,神经具,有,有再生,的,的通道,。,。,（2）,要,要保,证,证其有,理,理想的,双,双层结,构,构：外,层,层提供,必,必要的,强,强度，,为,为毛细,血,血管和,纤,纤维组,织,织长入,提,提供营,养,养的大,孔,孔结构,；,；内层,则,则可起,到,到防止,结,结缔组,织,织长入,而,而起屏,障,障作用,的,的紧密,结,结构,组织工,程,程支架,材,材料,血管组,织,织工程,支,支架材,料,料,结构上,也,也分为,双,双层,：,内层是,与,与血液,相,相容性,好,好的生,物,物活性,材,材料，,该,该类材,料,料要求,不,不仅具,有,有生物,活,活性，,同,同时还,要,要具有,抗,抗凝血,和,和抗溶,血,血作用,类型：,最,最早的,外,外层材,料,料一般,为,为尼龙,、,、聚酯,等,等无纺,布,布或无,纺,纺网等,。,。目前,，,，该类,材,材料应,用,用较多,的,的为胶,原,原或明,胶,胶蛋白,包,包埋的,或,或表面,处,处理的,可,可降解,材,材料的,无,无纺网,，,，例如,：,：聚乳,酸,酸、聚,羟,羟基酸,和,和多肽