关节软骨损伤组织工程修复
关节软骨损伤再生修复的组织学研究
关节软骨损伤再生修复的组织学研究xx年xx月xx日CATALOGUE 目录•研究背景与意义•关节软骨损伤与再生修复的机制•组织工程在关节软骨损伤再生修复中的应用•关节软骨损伤再生修复的实验研究•关节软骨损伤再生修复的临床研究•结论与展望01研究背景与意义研究背景01关节软骨损伤是一种常见的运动系统疾病,由于其缺乏血管和神经支配,因此损伤后难以自行修复。
02随着人口老龄化和运动人口的增长,关节软骨损伤的发病率逐年上升,严重影响患者的生活质量和健康。
03目前临床上对于关节软骨损伤的治疗方法有限,且效果不尽如人意,因此探究关节软骨损伤的再生修复机制及治疗方法显得尤为重要。
通过研究关节软骨损伤再生修复的机制,有助于深入了解关节软骨损伤的发病机制,为临床治疗提供理论依据。
研究关节软骨损伤的再生修复,可以为临床提供新的治疗方法和技术,提高关节软骨损伤患者的治愈率和生存质量。
研究关节软骨损伤再生修复的组织学变化,有助于发现新的药物治疗靶点,为开发新的药物提供理论支持。
研究意义研究目的分析不同治疗方法对关节软骨损伤再生修复的效果及作用机制,为临床治疗提供理论依据。
探究药物治疗对关节软骨损伤再生修复的作用及机制,为开发新的药物提供理论支持。
研究关节软骨损伤再生修复的组织学变化,探讨其发病机制及影响因素。
02关节软骨损伤与再生修复的机制急性损伤例如骨折或脱位,可直接导致关节软骨损伤。
慢性损伤例如骨关节炎、类风湿性关节炎等,关节软骨长期受到炎症刺激,逐渐出现损伤。
关节软骨损伤的病因1关节软骨损伤的病理生理过程23关节软骨损伤后,局部炎症细胞浸润,产生炎症介质,引发炎症反应。
炎症反应关节软骨损伤后,部分细胞凋亡,导致损伤部位无法自行修复。
细胞凋亡炎症反应和细胞凋亡过程中,关节软骨的基质逐渐降解。
基质降解关节软骨再生修复的机制细胞迁移和增殖损伤部位周围的健康细胞开始迁移到损伤部位,并进行增殖,以填补损伤区域。
细胞外基质合成与分泌新生的细胞会分泌细胞外基质,形成新的关节软骨。
组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展
组织工程技术修复关节软骨缺损的研究进展作者:刘剑伟蒋卫平来源:《中国医学创新》2020年第17期【摘要】关节软骨缺损的再生修复是现代骨科临床面临的巨大挑战之一。
由于软骨组织的无血管性质,其再生或修复能力有限,因此需要适当的材料系统,在物理、机械、组织学和生物学方面重新调整天然软骨组织的功能,促进软骨再生。
目前包括基因治疗在内的组织工程技术正在成为软骨治疗的关键方法之一,并且为许多软骨创伤和疾病的治疗带来了新的曙光和更好的结果。
本文综述和总结了组织工程技术在治疗关节软骨缺损方面的研究进展。
【关键词】组织工程修复关节软骨缺损[Abstract] The regeneration and repair of articular cartilage defects is one of the great challenges faced by clinicians. Due to the vaseless nature of cartilage tissue, its ability to regenerate or repair is limited, and appropriate material systems are needed to facilitate cartilage regeneration by physically, mechanically, histologically, and biologically readjusting the function of natural cartilage tissue. At present, tissue engineering techniques including gene therapy are becoming one of the key methods of cartilage therapy and bringing new light and better results to the treatment of many cartilage injuries and diseases. This paper reviews the progress of tissue engineering in the treatment of articular cartilage defects.[Key words] Tissue engineering Repair Articular cartilage defectFirst-author’s address:Nanning Second People’s Hospital, Nanning 530031, Chinadoi:10.3969/j.issn.1674-4985.2020.17.041關节炎及外伤所致的软骨缺损常常导致关节疼痛,由于软骨组织本身的无血管特性,软骨缺损后常常难以自身修复,因此软骨缺损目前已成为临床治疗的难题之一[1]。
医学中的再生医学:探索再生医学技术在组织修复、器官再生与疾病治疗中的应用
医学中的再生医学:探索再生医学技术在组织修复、器官再生与疾病治疗中的应用摘要再生医学作为一门新兴的交叉学科,旨在利用生物学原理和工程技术手段,修复或替换受损的组织和器官,为治疗各种疾病和创伤提供新的途径。
本文深入探讨了再生医学的核心技术、应用领域以及面临的挑战。
通过分析干细胞疗法、组织工程、基因编辑等再生医学技术的最新进展,本文旨在展示再生医学在改善人类健康、延长寿命方面的巨大潜力,并探讨其未来的发展方向。
引言再生医学(Regenerative Medicine)是利用生物学原理和工程技术,促进人体组织和器官的修复、再生和功能恢复的医学领域。
再生医学的目标是通过替代、修复或再生人体细胞、组织或器官,来恢复或建立正常功能,从而治疗疾病和创伤。
再生医学的兴起为传统医学无法治愈的疾病带来了新的希望,如神经退行性疾病、心血管疾病、糖尿病等。
再生医学的核心技术1. 干细胞疗法:干细胞具有自我更新和分化潜能,可以分化成多种类型的细胞。
通过将干细胞移植到受损组织或器官中,可以促进组织再生和功能恢复。
目前,干细胞疗法已经在治疗血液病、免疫系统疾病、心血管疾病等方面取得了一定的临床效果。
2. 组织工程:组织工程是利用细胞、生物材料和工程技术构建功能性组织或器官的技术。
通过将细胞接种到生物材料支架上,并在体外或体内培养,可以构建出具有特定结构和功能的组织或器官。
组织工程在皮肤、软骨、骨骼、血管等组织的修复和再生方面取得了重要进展。
3. 基因编辑:基因编辑技术可以精确地修改生物体的基因组,用于修复致病基因、引入治疗基因或增强机体免疫力。
CRISPR-Cas9等基因编辑工具的发展,为再生医学提供了新的治疗策略。
4. 细胞重编程:细胞重编程技术可以将体细胞转化为具有干细胞特性的诱导多能干细胞(iPSCs)。
iPSCs可以分化成多种类型的细胞,为组织再生和器官移植提供了新的细胞来源。
再生医学在组织修复中的应用再生医学在组织修复方面具有广泛的应用,主要包括:1. 皮肤修复:利用干细胞或组织工程技术,可以修复烧伤、创伤等引起的皮肤缺损,促进皮肤再生。
组织工程技术在软骨修复中的应用
组织工程技术在软骨修复中的应用软骨修复是一项具有挑战性的任务,因为软骨具有极低的自我修复能力,而严重受损的软骨会导致关节疼痛和运动障碍。
近年来,组织工程技术在软骨修复中的应用已经引起了广泛关注和研究。
组织工程技术通过使用生物材料和细胞来重建功能性软骨,为骨关节修复提供了一个全新的选择。
一、软骨修复的挑战由于生理原因,软骨的自我修复能力很低,严重磨损或撕裂的软骨区域可能会变得秃鹫、疼痛和缺乏弹性。
如果忽视软骨的损伤,疼痛和关节疾病可能会不断加重,最终损害到骨髓。
另外,软骨受损的位置通常是骨关节,这种修复具有一定的难度。
由于软骨不含血管,因此修复它需要更多的时间和资源。
传统的治疗方法包括药物治疗和物理治疗,这些方法可能会减轻症状,但无法恢复软骨失去的功能。
二、组织工程技术的应用组织工程技术被认为是一项非常有前景的技术,它可以用于软骨修复。
它的主要原理是,利用人工支架和细胞将缺损的软骨区域替换成有生命力的新软骨。
此外,组织工程还涉及材料科学、生物学和生物力学等学科。
组织工程技术中最常用的方法是使用生物材料和细胞。
在这种方法中,生物材料(例如羟基磷灰石、陶瓷材料等)被注入到损伤部位,然后由种植的细胞制造出新的软骨。
在这个过程中,细胞会逐渐生长、分化并最终形成一个完整的软骨。
这个过程被称为生物转化。
三、组织工程技术的优势相比传统的治疗方法,组织工程技术有以下几个优点:1. 精确控制组织工程技术可以根据病人的情况、年龄、性别和需求来精确控制生长的新软骨。
这是一个完全个性化的解决方案,因为每个人的病情都是不同的。
2. 恢复功能性组织工程技术不仅可以注入生长因子,还可以使用细胞,这意味着生长的新软骨可以恢复软骨原有的功能。
这与传统的治疗方法相比,在软骨损伤后更为有益。
3. 经济实惠尽管组织工程技术是一种新兴的治疗方法,但其成本并不高。
可以通过减少医院停留时间、减轻疼痛以及减少药物使用来减少病人的医疗费用。
此外,由于病人的恢复时间更短,他们可以更快地返回工作岗位,更快地回归日常生活。
组织工程软骨在生长板损伤修复治疗中的作用及特点
Chinese Journal of Tissue Engineering Research |Vol 25|No.28|October 2021|4539组织工程软骨在生长板损伤修复治疗中的作用及特点王香港,万 谦,刘 贺,李容杭,张 妍,李祖浩,王金成文题释义:软骨组织工程:是利用干细胞技术和机械技术制备具有生物活性的三维支架,植入软骨缺损部位,可以有效改善损伤处的软骨组织再生微环境,促进软骨细胞再生和细胞外基质积聚,从而使受损的软骨组织得到修复,达到治疗的目的。
支架:是具有三维结构的软骨组织工程支架,通常具有相互连通的孔隙结构,植入缺损部位,既能够填补生长板处的缺损,提供机械支持,也具有良好的生物相容性,为干细胞和活性物质发挥功能提供物质载体,在生长板的损伤修复中起着积极作用。
摘要背景:生长板调控着长骨纵向生长,如果发生损伤并导致骨桥形成会使长骨生长停滞,造成患肢成角畸形,而目前临床治疗方法效果不理想,用软骨组织工程制备的支架为临床治疗带来了希望。
目的:介绍生长板的生理结构与功能,讨论并总结软骨组织工程技术在生长板损伤治疗中所取得的进展。
方法:作者以“Growth plate ,Physis ,Physeal ,Scaffold ,Cartilage tissue engineering ,生长板,骺版,支架”为关键词,检索2000至2020年期间PubMed 、Web of Science 、CNKI 和万方数据库中的相关文献,初检文献292篇,筛选后对65篇文献进行分析。
结果与结论:在生长板损伤动物模型中,软骨组织工程支架表现出很好的治疗效果。
具有生物活性的支架既填补了缺损、抑制骨桥形成、减轻了患肢的成角畸形,又诱导间充质干细胞分化为与生长板生理结构类似,呈柱状规则排列的软骨细胞。
对众多实验结果进行总结发现,应用间充质干细胞联合适当的软骨诱导因子(如转化生长因子β、胰岛素样生长因子1等)可以促进软骨细胞大量生成并且排列有序,再生的软骨组织可以发挥生长板的正常功能,刺激长骨继续生长。
黄声——精选推荐
黄声儒医⾏者黄聲(上海)各位由於時間關繫,有關膝關節的論術內容太多,為了尊重原作者,在論術中把全⽂介紹給他們,以便更好的學習,也希望⼤家把轉貼仔細閱讀,這也是遵重知識的形為,講述的可能零亂,希望懇請原涼。
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⽽在我们临床上治疗膝关节疼痛,使尽了很多⽅法均⽆效,实厧对膝关节腔内的⽀撑⼒点,和⽣物⼒线没有得到矫正!尽管前参考,后参考⽤于置換前的测量,但对我们临床有⼀定的启发!图说⾻科:什么是膝关节前参考和后参考?膝关节产⽣疼痛的N系传导图从膝关节产⽣疼痛的N传导分布图中得,关节腔内本⾝⽆N传导,只有与两侧筋膜相连接点的内外半⽉板外侧触点⽽与腔内⽆关。
这⾥引出了临床医⽣⽤玻璃酸钠作腔内注射,是否达到预期效果,或者是否有害?包括关节镜治疗是否弊多利少的问题。
腔内是负压结构,腔内胫⾻平台软⾻与股⾻髁上软⾻之间⽣物⼒学中的⼒线是正常,⽀撑股⾻髁的⽀点移位了吗?通过破坏封闭的腔囊壁来治疗腔内的“疼痛”?现在的对膝关节机理的理解,需要更新了。
关节软骨损伤修复的研究进展
关节软骨损伤修复的研究进展徐杨俊【摘要】关节软骨损伤后修复能力有限;近年来,随着生物技术、组织工程技术的发展,关节软骨的实验研究取得了多方面的进展,由此为成功治疗关节软骨损伤带来了更多更好的方案.文中从保守治疗、移植技术、组织工程化软骨和基因工程等方面对关节软骨损伤修复的研究进展作一综述.【期刊名称】《医学研究生学报》【年(卷),期】2010(023)008【总页数】6页(P889-894)【关键词】关节软骨;损伤;修复【作者】徐杨俊【作者单位】210002,南京,南京大学医学院临床学院(南京军区南京总医院)骨科【正文语种】中文【中图分类】R681.30 引言关节软骨是构成滑膜关节的重要组成部分,其主要功能是传导分布运动载荷、维持和承受接触应力以及顺利完成关节功能活动等。
健全的关节软骨是上述功能的重要结构基础。
由于关节软骨是缺少血管、淋巴管及神经的组织,其再生能力有限。
一经损害,再生十分困难。
由于关节软骨损伤发病率高,治疗比较困难,是国内外骨科工作者历来所关注的研究热点。
近年来,随着生物技术、组织工程技术、材料与分子生物学的发展,人们在关节软骨的实验研究方面取得了很多进展,为成功治疗关节软骨病变带来了更多更好的方案。
目前,外科治疗方法主要有关节镜下关节腔冲洗、钻孔微骨折、自体或异体骨软骨移植、软骨细胞移植、组织工程化软骨修复等。
这些方法虽然各有不同,但对缓解损伤所带来的疼痛症状、缓解关节退行性变和恢复关节功能均具有重要作用。
现就关节软骨损伤修复的研究进展作一综述。
1 保守治疗轻微的软骨损伤不会影响关节活动,合适的保护和康复治疗有利于关节软骨的重塑和修复。
保守治疗包括口服非类固醇抗炎药缓解疼痛、营养软骨药物保护软骨、减轻体重、改变活动方式、康复训练。
其他还有关节腔内注射玻璃质酸钠、局部封闭、理疗和支具保护等[1]。
Rubak等[2]发现早期活动对全层软骨缺损的修复有利。
Salter等[3]研究持续的被动活动对兔软骨愈合的影响,发现关节活动对关节的表浅缺损修复没有明显益处,持续的被动活动能促进较小的全层缺损修复,并能产生一种在形态上和组织化学上类似透明软骨的组织,该组织比固定或间歇主动活动产生的修复组织具有更好的耐久性。
组织工程在修复组织缺损中的应用
组织工程在修复组织缺损中的应用组织工程是一种新兴的医学技术,它主要针对组织缺损的修复实践而发展。
组织工程的重点是借助自体细胞、生物材料和生物技术手段,建立复杂的组织结构来替代或辅助体内的受损组织。
这么做的目的是恢复受损部位的功能,甚至是生物活性和完整性。
组织工程技术被广泛应用于心血管、肝脏、骨骼、神经系统和软组织等多个方面,其效果也备受关注。
本次论述重点介绍了组织工程在人体组织缺损中的应用情况。
起源及特点组织工程学起源于上世纪80年代后期,由于当时美国的前卫生医学家Rogers曾使用鼠标骨骼细胞进行了皮骨连接构建实践而被大家所认知。
此后,在一系列医学技术发展的推动下,组织工程学成为一个快速发展、与众不同的研究领域。
组织工程技术最大的特点是,它采用的是使用三维或者二维培养方法,通过组织籽种、动物细胞或人体细胞实现组织功能修复和再生的过程。
生产的所有生物材料都需经过从细胞、材料、产品、设备、设计与管理等环节的同步优化。
组织工程的发展与应用基于组织工程技术,医学工作在进行生物学、医学、工程学等方面跨领域合作,在动、植物细胞反应器、干细胞与诱导多能性干细胞、基因操纵、仿生合成与材料合成等方面不断探索更好与更可靠的解决方案。
组织工程学的发展方向有两个:一个是生物技术的进步,可以从多个方面为其提供强有力的技术支撑;另一个是在人类组织器官的修复方面开展更多实践。
目前,在组织工程技术的发展中,其应用也愈发广泛。
例如,股骨头缺血坏死、断肢肢体的再生、心脏结构的修复、软骨缺损、肌肤损伤、长骨负荷缺损等问题都可以借助组织工程学技术得以解决。
组织工程技术模型特点1. 动物实验模型:这是一种最为常见的实验操作,利用不同的疾病模型,在动物实验中对组织工程修复效果进行探索。
目前,已经开展了许多有关组织工程技术在动物体内的实验,这些实验结果为人体临床提供了很好的借鉴。
2. 体外细胞培养模型:这是目前最为主要的模型,这种模型是使用人体细胞或者动物细胞进行体外培养,然后在体内再进行相关实验操作。
骨软骨组织工程的研究进展
骨软骨组织工程的研究进展
曹家全;王景燕;高海明;王波;吴佳奇
【期刊名称】《牡丹江医学院学报》
【年(卷),期】2022(43)2
【摘要】关节软骨损伤在临床工作中很常见。
一方面,由于缺乏血供和未分化细胞的原因,使得关节软骨的自我恢复能力非常低。
另一方面,关节软骨的修复技术尚不成熟,很难将受损的软骨恢复到原有的状态及功能。
因此,关节软骨损伤的修复和再生成为临床工作中的一大难题。
但随着材料科学和细胞生物学的发展,组织工程技术的为软骨损伤的再生和修复提供了新思路。
本文对组织工程技术在软骨损伤修复的研究进展进行简要综述。
【总页数】4页(P104-107)
【关键词】组织工程技术;种子细胞;生物支架;生长因子
【作者】曹家全;王景燕;高海明;王波;吴佳奇
【作者单位】西南医科大学附属中医医院
【正文语种】中文
【中图分类】R614
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骨软骨组织工程的研究进展
[1] Saarakkala S, Julkunen P, Kiviranta P, et al.Depth-wise progression of osteoarthritis in human articular cartilage: investigation of composition, structure and biomechanics[J]. Osteoarthritis Cartilage, 2010,18(1):73-81.
骨软骨组织工程的研究进展
摘要】由炎症、创伤、肿瘤疾病引发的软骨损伤、骨关节炎呈逐年增加趋势,软骨损伤往往同时伴随软骨下骨的损伤,骨软骨损伤其自身修复能力极差,甚至无法自身修复,随着研究的深入,骨软骨损伤越来越受到广泛研究者的关注。虽然目前对骨软骨损伤的临床治疗手段取得较大的进展,但未达到满意效果;通过使用生物支架、种子细胞与信号分子构建的工程组织,可能是解决骨软骨疾病损伤的重要方法,具有很好的应用前景。
1.关节软骨的结构特点与骨软骨修复的细胞来源:
关节软骨为覆盖于滑膜关节骨端的透明软骨,正常的关节软骨具有很好的弹性,是机体力量的一个缓冲系统,对力量发挥一个传导减压的作用,从而可减轻运动对关节的损伤,关节软骨的完整性是其发挥正常生理功能的关键所在,关节软骨损伤后,很难靠机体自身能力修复,由于关节软骨缺乏血管供应。
【关键词】骨软骨修复;骨软骨组织工程;支架材料
【中图分类号】R68【文献标识码】A【文章编号】2095-1752(2015)09-0072-02
软骨损伤与退变是目前较为常见的疾病,特别是老年性骨关节炎、创伤性骨软骨损伤,软骨一旦发生损伤退变,很难自身修复。迄今为止,临床对骨软骨损伤的治疗方法诸如软骨钻磨、骨膜与软骨膜移植、软骨下骨钻孔术及人工关节置换,已经被广泛应用于关节软骨损伤疾病患者,但这些治疗手段均具有不同的缺陷,诸如供体组织不匹配、自身组织来源有限、移植物的退变丢失及假体的耐用性有限。通过使用生物支架、种子细胞与信号分子构建的工程组织,可能是解决骨软骨疾病损伤的重要方法,具有很好的应用前景。在组织工程的研究应用中,支架材料可能发挥一个重要的作用,支架材料三维立体结构的设计为细胞的粘附、增殖及分化提供良好的有效空间。总之,支架材料的设计应重点针对于满足细胞功能及相关的生物信号分子,以便更好的应用于骨软骨组织工程。
组织工程技术在软骨修复中的应用研究
组织工程技术在软骨修复中的应用研究从理论到实践,组织工程技术在医学领域中得到了广泛的应用。
其中,软骨修复方面是组织工程技术的重要领域之一。
在这方面,组织工程技术可以帮助医生修复受损的软骨组织,并改善患者的疾病症状。
本文将介绍组织工程技术在软骨修复中的应用研究。
组织工程技术简介:组织工程技术是一种特殊的医学技术,它将生物学、物理学与工程学相结合,以开发可替代和修复受损人体组织的生物学产品和治疗方式。
组织工程技术在医学领域中的应用可追溯至20世纪70年代。
在其发展过程中,组织工程技术的基石是”三维细胞培养技术“或称”三维细胞培养模型“。
这一技术可以使细胞自我组织形成,构建出和人体组织结构相似的元件。
软骨修复:软骨是人体的重要组织之一,它位于骨骼表面,可减轻关节承受的压力和磨损。
但是,软骨受到损伤后,很难自行修复。
在传统的医学治疗中,松质骨移植、干细胞移植和人工关节等方法均常用于软骨修复。
尽管这些方法可以部分修复软骨,但其效果并不稳定,因此研究人员正在寻求新的治疗方法。
组织工程技术在软骨修复中的应用研究:组织工程技术的主要作用是构建和修复受损的组织,其中包括软骨。
目前,组织工程技术在软骨修复中有两种主要方法,即自体软骨细胞培养和外源性细胞培养。
自体软骨细胞培养技术:自体软骨细胞是从患者自己的软骨中提取的,然后培养起来,再通过移植到患者体内进行软骨修复。
这种方法的主要优点是自体组织不会被患者的免疫系统排斥,也不会引起其他相关的问题。
自体软骨细胞培养技术在软骨修复中起到重要的作用,其在基础理论和临床实践中得到了广泛关注和应用。
外源性细胞培养技术:在外源性细胞培养技术中,研究人员使用来自其他人、动物甚至细胞库的软骨细胞进行培养。
这种方法也有其优点,例如资源富余、速度快等,但它在实践中也存在着重大的问题和风险。
因此,研究人员正在不断探索和发展新的技术和方法,以改善外源性细胞培养技术。
结论:总体而言,组织工程技术在软骨修复中的应用仍面临一些挑战和困难。
组织工程技术在软骨修复中的应用研究
组织工程技术在软骨修复中的应用研究一、引言软骨是一种非常重要的结缔组织,其具有良好的弹性和柔韧性,可以保护关节,减轻身体各部位之间的摩擦,同时也可以起到支撑作用。
然而,由于软骨缺乏神经和血管,一旦发生损伤,修复难度极大。
传统的修复方法存在一系列问题,而组织工程技术的出现,为软骨修复带来了新的希望。
二、软骨损伤的传统修复方法存在的问题传统的软骨修复方法通常包括关节镜下清创修整、自体软骨移植等。
这些方法虽然可以缓解损伤,但是存在许多问题,比如:1.自体软骨移植存在供体局限性;2.治疗效果不稳定,术后容易出现其他并发症;3.长期效果不如人意。
三、组织工程技术介绍组织工程技术(tissue engineering)是一种通过生物技术手段,利用细胞、载体和生物因子等材料,在体内或体外重建和修复受损组织的技术。
它的出现和发展,为软骨修复带来了新的机遇。
四、组织工程技术在软骨修复中的应用1. 细胞种植组织工程技术通过筛选细胞,诱导其分化,以构建三维复合细胞支架,植入到患者体内,这种方法看似简单,但实际上需要娴熟掌握细胞筛选和分化的技术,以及构建支架的能力。
在实践中,研究者不断探索各种新型生物材料,以规避成功率低下、排异反应等问题。
2. 生物材料影响通过结合载体、细胞和生物因子材料等,可以促进软骨的生长、分化和修复。
其中透明基质涂层技术、基质-细胞相互作用促进技术和动态膜促进技术等被广泛研究。
3. 组织外胚层衍化可将类造血干细胞(iPS)内源性干细胞转变成干燥有机化合物,再从这些干燥有机化合物中再生成软骨的简便方法。
五、组织工程技术在实践中的应用案例目前,国内外许多生物技术公司和医学机构都在通过组织工程技术研发软骨修复产品。
其中,以美国Ossari公司、熙健医学中心等为代表的全球领先厂商,推出了一系列创新性的产品,如E-36、ETC-1002等,并在临床中取得卓越成果。
而在中国,众多研究类似产品的机构和公司也在逐渐崛起,并将这项技术商业化。
组织工程在关节软骨缺损修复的应用
效, 限制 了其 运 用 。软 骨组 织工 程 改变 了传 统 的 “ 以 伤 治 伤” 的治疗模 式 , 为软骨 缺损 的修 复提 供 了新 的方
法 和 思路 。软 骨组织工 程 的基本 原理 是从 机体 获取 少
袁 心伟 , 谭 波 , 李 平 综述 ; 王 跃 审校
( 1 .  ̄ 1 1 3 J l 省 医 学科 学 院 ・ 四川 省 人 民 医 院骨 科 , 四川 成 都 6 1 0 0 7 2 ; 2 . 遵 义 医学 院 , 贵州 遵义 5 6 3 0 0 3 )
【 关键 词】 组织工程 ; 关节软骨 ; 关节软骨缺损 ; 修复 【 中图分类号】 R 6 8 4 【 文献标识码】 B 【 文章编号 】 1 0 0 4 - 0 5 0 1 ( 2 0 1 3 ) 0 5 0 - 7 5 6 0 - 3
用的转 化将 会是 一大 进 步。④ 骨髓 间充 质干 细 胞
( b o n e m a r r o w s t e m c e l l s , B M S C s ) 约 占骨 髓 有 核 细胞 的
软骨 组 织 工 程研 究 的重要 因素 是种 子 细胞 , 其 选
择 及 来源 途径 显 得尤 为 重 要 , 这 也 是 目前 软 骨 组织 工 程研 究 的热点 。 目前 常用 种子 细胞 的来 源 主要 有 两大 类: 具 有 成软骨 细胞 能力 的细胞 和软骨 细胞 。
工 程 化软 骨并 植入 病 损 部 位 , 以达 到创 伤 修 复 和功 能 重 建 的 目的 。本 文将 对 软 骨组 织 工 程 三 大要 素 : 种 子
转导人 种子细胞 , 使 该 种 子 细胞 不 断 地分 泌 细 胞 生 长
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关节软骨损伤组织工程修复进展关节软骨的损伤和病变是临床常见疾病,可以发生于任何年龄和性别。
由于关节软骨没有血管、神经及淋巴组织,本身不含祖细胞,所以自身修复能力十分有限,一旦发生损伤,会导致关节肿胀和疼痛,加速骨关节炎的进展,必须进行修复或置换,如何有效地修复关节软骨损伤始终是医学界尚待解决的难题之一1。
1987 年, 美国国家科学基金会(NSF)在加福利亚举行的专家讨论会上提出了“组织工程”的概念:运用工程科学和生命科学的原理和方法, 从根本上了解正常和病理的哺乳动物的组织结构与功能的关系, 并研究生物学替代物以恢复、维持和改进组织功能。
Hunziker将其描述为是一种从结构和功能上重建哺乳动物组织的艺术。
内容主要包括:(1) 细胞外基质替代物开发;(2) 种子细胞性质研究;(3) 组织工程化组织对各种病损组织的替代。
软骨组织工程技术是在体外培养、扩增软骨种子细胞,并且以较高浓度将其种植于具有良好的生物相容性和降解性的支架材料上构建组织工程软骨,然后植入到组织缺损部位,完成组织的修复和重建。
软骨组织工程的最终目的就是得到高质量的修复组织和长期有效的功能,为病人最终解决痛苦。
从这种意义上看,组织工程方法是目前治疗关节软骨损伤最有希望的方法,是目前软骨损伤修复研究的主要方面。
组织工程软骨的发展大致经历了三个阶段:1.第一代组织工程软骨技术:骨膜覆盖自体软骨细胞移植。
首先通过软骨活检取材后体外分离培养受体自己的软骨细胞,单层培养扩增,将扩增后的细胞再植回到软骨缺损部位。
通常取胫骨内侧近端的骨膜,切成与缺损吻合的片状,缝合在缺损边缘,将骨膜移植覆盖缺损处表面以防止软骨细胞露出,自从瑞典的Peterson开始将自体软骨细胞移植用于临床修复软骨缺损以来,自体软骨细胞加骨膜移植修复软骨缺损的方法,得到了推广2。
到2003年3月已经在欧洲和美国的多中心研究中应用到3000多例患者身上。
4年随访结果显示股骨髁和滑车的损伤,临床优良率可以达到81-100%,平均85%。
研究还表明自体软骨细胞移植的疗效与软骨缺损的部位有关:股骨髁软骨缺损疗效最好,髌骨和滑车软骨损伤疗效最差。
这种方法在治疗膝关节局部软骨缺损方面的效果获得了早期的临床证实,但是产生了骨膜片过度生长相关的并发症3, 4。
2. 第二代组织工程软骨技术:胶原膜覆盖的自体软骨细胞移植。
较第一代组织工程软骨有所改进。
用可降解的I/III型胶原膜包覆着移植的软骨细胞,消除了使用骨膜片产生的缺点。
然而仍有不足之处,如缝合导致的广泛微损伤及细胞可能漏出5, 6。
3. 第三代组织工程软骨技术:基质诱导自体软骨细胞移植(MACI)。
将软骨细胞直接接种在可降解的I/III型海绵状胶原支架上,使软骨细胞附着在胶原支架上。
移植过程中用纤维蛋白胶将附着软骨细胞的胶原支架固定在缺损处。
因此,不受使用骨膜片问题的限制,手术方法较第一二代技术简便且省时。
软骨细胞附着在支架上不易漏出,同时暴露缺损所需手术切口较小。
当前正在进行的长期研究有望显示其长期效果7, 8。
目前一些关节软骨组织的天然成分已被认为具有最好的生物相容性,引起的免疫反应也最小。
已应用于临床的支架如:胶原膜支架(Chondro-Gide®,ACI-Maix TM )、I型胶原凝胶(CaRes)以及透明质烷来源支架(Hyalograft C)均属于医用天然衍生材料。
临床实践证明这些天然衍生物材料有很好的生物相容性和细胞的粘附、增殖作用。
301医院骨科研究所于2004年开始研制人关节软骨源性海绵状支架。
2007年由仿生学出发,模仿天然软骨的成分制备出软骨细胞外基质源性骨软骨双层支架,用于修复犬膝关节负重区软骨缺损处,取得成功。
2008年进一步完善提取天然软骨细胞外基质材料的工艺和流程,用天然软骨细胞外基质材料制备软骨组织工程取向性支架,从生化组成及结构特性上仿生天然关节软骨组织的特点,并与自体骨髓基质干细胞复合修复兔膝关节全厚关节软骨缺损9。
我们现在所研制的组织工程软骨是以软骨细胞外基质为材料,采用冷冻取向技术将软骨细胞外基质构建成胶原Ⅱ纤维的排列与正常软骨相近似的取向支架。
体外复合软骨细胞及动物植入实验均证明软骨细胞按照取向支架的方向生长。
与非取向支架比较,在取向支架中软骨细胞增殖率高1倍。
动物实验中,使用取向支架的软骨修复组织中,细胞是柱状排列的,与正常软骨组织十分相近。
取向支架软骨修复组织的力学强度明显高于非取向支架。
我们创制的组织工程软骨支架,达到了成分、结构及功能三项仿生,达到第四代软骨修复的水平。
现在已进入临床应用阶段,初步临床结果显示疗效满意。
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