神经组织工程研究进展

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组织工程在再生医学中的应用

组织工程在再生医学中的应用

组织工程在再生医学中的应用近年来,随着再生医学领域的快速发展,组织工程技术在临床治疗中得到了广泛的应用。

组织工程技术是将生物材料、生物因子和细胞等多种生物学组分相结合,构建三维结构体外或体内复杂组织和器官的一种技术,可以帮助人体再生缺损组织,提高治疗效果和生命质量。

本文将从组织工程技术的原理、应用及前景三个方面来阐述其在再生医学中的应用。

一、组织工程技术的原理组织工程技术是一种多学科融合的交叉学科,包含生物学、材料科学、化学、物理学等众多学科。

其核心原理在于构建三维复杂的组织和器官,实现细胞定向增殖、成形和空间排列,在生物材料、生物因子和细胞的相互作用下,形成生物功能结构体。

组织工程技术计划利用生物材料、细胞和生物因子之间的交互,构建三维复杂的结构体,以代替人体缺损组织,进而实现细胞定向增殖、成形和空间排列。

组织工程技术所构建的生物功能结构体可以用于再生医学,治疗许多常见的疾病,如糖尿病、心脏病、肝脏病等。

二、组织工程技术在再生医学中的应用1. 组织工程技术在骨折治疗中的应用传统骨折治疗方法主要是手术或身体治疗。

然而,这些过程都非常痛苦,而且需要长时间的康复期。

组织工程技术通过修复或再生骨组织,可以缩短康复时间并提高治疗效果。

组织工程技术可获得包括生物陶瓷,骨细胞生长因子等需要再生骨组织的组分,用于建立人工骨骼或帮助器官创新,从而实现手术的最终复原。

2. 组织工程技术在心血管领域中的应用心脏病是全球面临的重要公共卫生问题之一。

组织工程技术可以帮助心功能不全患者重新生长心肌组织,提高心脏的收缩力和柔韧性,促进静脉设备的再生,为心脏再生和治疗创造有利条件。

在心电生理诊断和治疗中,组织工程技术可以用于开发可移植心脏。

3. 组织工程技术在神经科学中的应用组织工程技术也可以用于改善神经受损的情况,如脊髓损伤和多发性硬化。

组织工程技术可以重新建立神经结构,促进神经细胞和胶质细胞的再生和增殖,并增强神经组织与外部环境之间的联系,生成更好的神经元-神经细胞中间键合区和分离,同时也促进活动后的康复治疗。

《组织工程脱细胞神经支架的制备与比较》

《组织工程脱细胞神经支架的制备与比较》

《组织工程脱细胞神经支架的制备与比较》一、引言随着生物医学技术的快速发展,组织工程已成为医疗领域的研究热点。

其中,神经组织工程在修复神经损伤、改善神经功能等方面具有巨大的应用潜力。

脱细胞神经支架作为神经组织工程的关键组成部分,其制备工艺和性能的优劣直接影响到神经再生和功能恢复的效果。

因此,本文将重点介绍组织工程脱细胞神经支架的制备方法,并对不同方法进行比较分析。

二、脱细胞神经支架的制备方法1. 酶消化法酶消化法是一种常用的脱细胞神经支架制备方法。

该方法利用酶类物质(如胰酶、胶原酶等)对组织进行消化,去除细胞成分,保留细胞外基质。

具体步骤包括:取材、清洗、酶解、去除非细胞成分等。

该方法具有操作简便、去除细胞效果好等优点,但酶解过程中可能对细胞外基质的结构和性能造成一定程度的破坏。

2. 物理法物理法主要包括冻融法、挤压法等。

冻融法是通过反复冷冻和融化组织样品,使细胞在冰晶形成和溶解过程中破裂,从而达到脱细胞的目的。

挤压法则通过机械挤压去除组织中的细胞成分。

物理法具有操作简单、成本低等优点,但可能对细胞外基质的完整性造成一定程度的破坏。

3. 化学法化学法是利用化学试剂(如SDS、Triton X-100等)对组织进行脱细胞处理。

该方法可以有效地去除细胞成分,同时保留细胞外基质的形态和结构。

具体步骤包括:取材、清洗、化学处理、去除非细胞成分等。

化学法具有脱细胞效果好、操作简便等优点,但化学试剂可能对组织产生一定的毒性和影响。

三、不同制备方法的比较分析1. 效果比较酶消化法、物理法和化学法均可实现脱细胞的目的,但在效果上存在一定差异。

酶消化法和化学法在去除细胞成分方面效果较好,而物理法则可能对细胞外基质的完整性造成一定程度的破坏。

因此,在制备脱细胞神经支架时,需根据具体需求选择合适的制备方法。

2. 操作简便性比较从操作简便性来看,物理法最为简单,成本较低;酶消化法和化学法操作相对复杂,成本较高。

然而,在实际应用中,需考虑设备的购置和维护成本等因素。

坐骨神经损伤的临床研究进展

坐骨神经损伤的临床研究进展

坐骨神经损伤修复是一个复杂的病理、生理过程,由于神经再生速度慢、周围组织水肿粘连、肌肉萎缩等原因限制,目前临床疗效仍不满意。

现本文对近年来坐骨神经损伤的临床及实验研究做如下综述。

一、非手术治疗1.1 药物治疗糖皮质激素是目前临床常用的治疗周围神经损伤早期应用的药物,可以减轻局部炎症,改善损伤神经周围微环境,减少组织水肿粘连等,局部应用可达到更好的疗效。

神经营养因子可促进神经损伤后远端神经再生,步行试验发现其可促进神经功能恢复,体外实验发现其可促进轴突生长。

李强等发现神经生长因子 (nerve growth factor,NGF) 在周围神经再生过程中可促进血管生成,认为这可能是通过刺激成纤维母细胞分泌多种血管生成因子所致。

目前对于神经营养因子联合促进周围神经再生的研究多还处于实验室阶段,但是已经显示出了良好的应用前景。

M akoukji 等发现锂剂作为一种糖原合成酶激酶3β(GSK3β) 抑制剂可以影响wnt /β-cate-mn 信号通路,进而刺激外周髓鞘基因的启动子活性、转录物和蛋白合成,促进坐骨神经损伤恢复。

近年来,许多研究证实他克莫司亦可促进神经损伤修复,为损伤部位提供良好的微环境。

Que 等通过研究大鼠坐骨神经损伤后他克莫司的修复作用,发现可抑制成纤维细胞增殖,进而抑制疤痕组织形成。

他们认为他克莫司以剂量依赖的方式同时激活 c-Jun 氨基末端激酶 (Rat c-Jun N-terminal kinases,JNK) 和细胞外调节蛋白激酶(ext racellularregulatedprot Einkinases,ERK),胱天蛋白酶 -3(caspase-3) 裂解,导致成纤维细胞的细胞凋亡,进而抑制损伤后坐骨神经疤痕形成。

申屠刚等发现他克莫司可促进有髓纤维及无髓纤维的再生,提高形态学恢复。

他克莫司作为一种强效免疫抑制剂为临床治疗坐骨神经损伤提供了新的进展,在应用时应注意其副作用,另外考虑到其对于神经损伤修复具有剂量依赖性,如何更安全地使用他克莫司,仍需进一步研究。

周围神经组织工程进展

周围神经组织工程进展
导管模 拟 B nn r , u ge 带 用微细胞芯片技术将 三种细胞外基 质成 分包裹 于聚合物 表面 , 发现 特殊 的长轴 细微纹 沟能 引导雪 旺 细胞定 向和背根 神经节细胞轴 突再生 。 二、 生物神经导管材料 除了人工材料 , 者们还探 讨 了不 同的生物 材料 作为 神 学 经导管 的可行性 。20 0 3年 F na等 将雪 旺细胞种植于去细 as
值得特别指出的是 , 近发展 的微 打印技 术和 微细 胞芯 新
片技术为 导管 微 观 结 构仿 生 进 一 步提 供 了技 术 上 的 支 持。 20 0 5年 Sh aebr 等 以二 甲基 硅 醚聚合 物 和层 粘连 蛋 em lneg 白为墨水 , 用密合 微打 印技术在 聚合物 基质 上构建 高度 有序 的雪旺细胞基质 , 这种仿真的基质 可以增 强神经 的再 生能力 。 20 0 6年 Le 等 通过 可吸 收 的 、 it z 内衬 聚合 微 丝的半 透神 经
生。
在组织工程的材料研 究方 面 , 国学者们在 材料 的选 择 、 各
材料处理方 法的改进 和材料宏 观微观结 构及 仿生等方 面进行
了 深入 细致 的研 究 。
1 材料 的选择 : . 传统 的导管 材料 如胶原 和壳 聚糖/ 壳多糖 用于神经导管历 史久 远 , 年学 者们在 其他材 料作 为神经 导 近 管的研 究上开展 了大量 的工作 。20 0 5年 B ni u t g等 …在 硅橡 n 胶导管内置入可吸收 生物玻 璃纤 维材料 制成新 的神 经导管 。 同年 S nbc u dak等 发 现 , 聚乳 酸 一聚 羟基 乙酸共 聚物 相 与
传导速度和修复指 数上有 显著 差异 , 疗效 和 自体 神经 移植 相 当。同年 Fe r ri 等 用 乙酰化 法和铸模 工 艺获 得壳 聚糖 导 e

神经损伤修复方法的研究进展

神经损伤修复方法的研究进展

神经损伤修复方法的研究进展作者:蓝奉军孙红杨华来源:《中国医学创新》2021年第07期【摘要】通过中国知网、万方数据库、PubMed数据库及FMRS外文医学数据库检索与神经损伤修复方法相关的文献,并对符合神经损伤修复治疗方法的研究进展进行综述。

神经损伤修复治疗方法包含多种多样,主要有中医治疗、西医治疗、干细胞治疗、自体神经移植及组织工程治疗等主流方法来修复损伤神经,神经损伤在修复治疗方面仍具有很多治疗方法值得进一步探究。

【关键词】神经损伤干细胞组织工程材料治疗Research Progress of Nerve Injury Repair Methods/LAN Fengjun, SUN Hong, YANG Hua. //Medical Innovation of China, 2021, 18(07): -184[Abstract] The literatures related to nerve injury repair methods are searched through CNKI,Wanfang database, PubMed database and FMRS foreign language medical database, and the research progress of nerve injury repair methods was summarized. There are a variety of methods for nerve injury repair, including traditional Chinese medicine, western medicine, stem cell therapy, autologous nerve transplantation and tissue engineering. There are still many therapeutic methods for nerve injury repair and treatment, which are worth further exploration.[Key words] Nerve injury Stem cells Tissue engineering material TreatmentFirst-author’s address: Affiliated Hospital of Guizhou Medical University, Guiyang 550004, Chinadoi:10.3969/j.issn.1674-4985.2021.07.043周圍神经损伤可因多种原因导致,例如代谢性疾病、胶原病、恶性肿瘤、内源性或外源性毒素以及热、化学或机械创伤等引起[1]。

自组装纳米纤维支架在神经组织工程中的应用进展

自组装纳米纤维支架在神经组织工程中的应用进展
pro.
密突起穿越SAPNS治疗的损伤区域。而损伤后未经治疗
的动物损伤I)(空洞形成且无轴突再生。他们还证明了
SAPNSs在提高视束损伤再生的有效性。在上丘(SC)处横 断视束后.将SAPNSs溶液注入损伤区域。组织学结果显 示SAPNSs治疗组的动物在30、45、90d时均有穿越损伤 区域的组织再连接。治疗后90d行为学测试显示实验组
第一作者简介:男(1971一)医学博士,研究方向:脊柱外科,创伤外 科 电话:(021)81 873396
E-mail:401spine@gmail.corn
24h可见沿自组装多肽支架有广泛的轴突生长。在自组装 多肽支架培养中也可见原代细胞的轴突延伸。除了对神经 细胞的生长起到支撑作用之外,根据FMl-43染色阳性结 果,自组装多肽支架还可以提高鼠海马神经元功能性突触
assembling peptide nanofiber
自发聚集,尾部是疏水的烷基链。SAPNS亲水性的活性多
肽位于纳米纤维材料表面,疏水性集团位于纳米纤维材料 内部,这就决定了纳米材料具有高生物活性。自组装多肽 序列的活性区域是水溶性的。可溶解于水溶液中.它主要 参与溶液周围环境相互作用。有研究表明。pH值和温度可 影响自组装形成的PNS的物理学性状和形态学特性…l。 SAPNS类似于天然纳米材料。具有纳米材料天然的 特性。SAPNS在神经组织工程中作为支架材料其结构上有 明显的优势。肖峰等【・≈白组装合成含有IKVAV(异亮氨酸一 赖氨酸一缬氨酸一丙氨酸一缬氨酸)多肽序列的纳米纤维材 料,电镜显示寡肽自组装为凝胶.形成编织状纳米纤维网 络,纤维直径3—5nm。长度100—1500nto.多个细小的单个 纳米纤维可合并成为25~65nm的多股纤维,且随着寡肽 浓度的增加,形成的纳米纤维排列越紧密。此外。研究表明

组织工程学在临床治疗中的应用

组织工程学在临床治疗中的应用

组织工程学在临床治疗中的应用组织工程学在现代医学中的应用越来越广泛,尤其在临床治疗中发挥着越来越重要的作用。

组织工程学是一种综合性学科,它涉及生物学、物理学、化学、机械学等多个学科,旨在通过材料、生物学和工程学手段,设计、构造和维持与人体组织类似的三维功能结构,以实现修复、再生或替代许多受损或损失的组织和器官。

本文将从组织工程学的基本概念开始,深入探讨其在临床治疗中的应用。

一、组织工程学的基本概念组织工程学是一种运用多学科知识、借助生物材料、细胞及生物相关因素等手段,基于人体组织工程学理论并通过人工合成,创造具有特定功能的组织和器官的新工程技术。

它的目的是通过大规模培养、分化和植入修复、再生和替代多种组织和器官,如皮肤、软骨、骨、血管、神经等。

组织工程学的核心在于建立与人体组织相似的三维构架和生态环境,并在这个环境中维持新型组织的生存、传导和功能。

组织工程学需要利用生物材料、生物学因素和工程学手段制造这种三维构架。

它主要分为三个步骤:生物材料的制备、细胞的培养以及生物学因素的添加。

生物材料可以是人造材料或者自体材料,如聚乳酸、透明质酸等。

生物学因素包括生长因子、细胞因子、成长因子等,可以使细胞分化为特定的功能细胞。

工程学因素则是制造该生物材料的技术。

最常见的工程学因素包括3D打印、微细加工、生物反应器等。

二、组织工程学在临床治疗中的应用2.1 皮肤组织工程学皮肤是人体最大的器官,它能够保护身体并维持外界环境的平衡。

临床上,皮肤缺损是最常见的情况之一,可以由烧伤、创伤或其他原因引起。

传统的处理方法是使用自体皮片或人工皮肤,但由于损伤面积较大,需要大量的自体皮肤移植或复杂的手术操作,难以保证修复效果。

因此,研究人员在皮肤组织工程学领域进行了大量的研究,以寻找更好的解决方案。

利用组织工程学手段制造的人造皮肤可以在体外培育和维持,并在移植到人体后具有与自体皮肤相似的结构和功能。

目前,市场上有多种类型的人造皮肤可供选用,其中包括RAFT人造三明治皮肤、Bilayer人造皮肤和自体细胞-材料复合体人造皮肤等。

神经组织工程学的发展和应用

神经组织工程学的发展和应用

神经组织工程学的发展和应用神经组织工程学是一个多学科的研究领域,将生物学、化学、物理学、工程学等多个学科的知识糅合在一起,旨在开发出一系列方法和技术,以用于修复和恢复人体神经组织的功能。

该领域前沿并发展迅速,更多的科学家和工程师加入了这一领域,目前已有很多应用在临床实践中。

神经组织工程学的历史神经组织工程学始于上世纪90年代。

当时,该领域的主要研究方向是构建人工神经元和神经纤维,以模仿自然神经组织和恢复神经组织的功能。

在此基础上,研究人员开发了一系列技术,包括将神经细胞移植到患者的神经组织中,这样可以促进神经连接的形成,进而恢复失去的功能。

在神经组织工程学的研究过程中,研究人员还使用了多种不同的生物材料,包括聚己内酰胺、羟基磷灰石和生物胶体等,用于构建支撑神经生长和神经信号传递的神经结构。

同时,研究者也对这些材料进行了改良和优化,以增强它们的可塑性和功能性。

神经组织工程学的应用神经组织工程学可以用于治疗多种疾病,比如神经损伤、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症等。

其中神经损伤是神经组织工程学应用的一个重要领域。

在神经损伤的治疗中,研究人员使用多种方法,包括将自体神经细胞移植到患者的神经组织中、支架植入术等,以刺激神经再生和恢复功能。

此外,研究者还开发了一种名为“电愈合”的技术。

这种技术通过使用电场和电流以刺激神经细胞和神经元之间的连接,进而恢复神经的功能。

目前,电愈合已成功地用于治疗部分肢体瘫痪和帕金森病等疾病。

除了神经损伤的治疗外,神经组织工程学还可以使用于神经药物的筛选和评估。

具体地说,研究人员可通过构建一种能够模拟神经细胞的“生物芯片”,以研究药物对神经系统的影响及作用机制。

神经组织工程学的未来神经组织工程学的发展为治疗神经疾病提供了新的方法和技术,同时也对神经生物学和组织工程学的研究提供了新的数据和技术。

在未来,研究人员将继续深入研究和开发,从而提高神经修复和治疗的效果。

此外,随着人工智能、虚拟现实等技术的不断发展,神经组织工程学将进一步拓展其应用领域。

自组装纳米纤维支架在神经组织工程中的应用进展

自组装纳米纤维支架在神经组织工程中的应用进展
米纤维的方法 , 过程由非共价键如范德 华力 、 其 氢键 或 静 电 力介 导 _ 大量 的研 究 表 明 很 多 蛋 白 质或 肽 类 可 以产 生 3 l 。
非 常稳 定 的 、 序 排 列 的 有 着 显 著 规 律 性 的纳 米结 构 l 有 ,
2 S P S体 外 实验 研 究 A N
精氨酸一 氨酸一 冬氨 酸 ( 丙 天 RAD)6 l 一I和 RAD1 一 6 Ⅱ是 利 用 自组 装 多肽 纳 米 支架 ( AP s 培 养 神 经 细 胞 时 S NS )
其 结构 与天 然 的 细胞 外 基 质 相 似 。 形 成 的 多 肽纳 米 纤 维 新 支 架 ( e t e n n f e cf l ,N ) 仅 具 有 原 来 大 分 p pi a o b r s a od P S 不 d i f 子 的生 物 学 功 能 , 且 具 有更 高 的生 物 学 活性 嘲 这 些 肽类 而 。 分 子可 以分 解 为 无毒 的 、 被 邻 近 细胞 生长 或 修 复 过 程 利 可 用 的 天然 左 旋 氨 基 酸 。 因此 , 自组 装 纳 米支 架 可 为 细 胞 提 供 真 正 与 天 然 细 胞 外 基 质 类 似 的 三 维 微 环 境 1 利 于 损 伤 9 1 , 神 经 的修 复 。 目前 研 究 证 实 S P S是 一 种 理 想 的 基 质 材料 l 。 自 AN l O l
a smbig p pie n n f e cfod,AP ) 于 具 有 生 se l e t a o b r safl S NS 由 n d i
序 列 的 活性 区域 是水 溶性 的 , 溶解 于 水 溶 液 中 , 主 要 可 它 参 与溶 液 周 围环 境 相 互 作 用 。 有研 究 表 明 ,H 值 和 温 度可 p

骨髓基质干细胞构建组织工程神经修复神经缺损的研究进展

骨髓基质干细胞构建组织工程神经修复神经缺损的研究进展
医 学综 述 2 o o 8年 1 第 l 2月 4卷 第 2 3期Me i l dc aR
骨髓基 质 干 细胞 构 建 组 织工 程神 经 修 复神 经 缺 损 的研 究进 展
景 尚 斐( 综述)温树 正 ( , 审校)
( 内蒙古医学 院第二附属医院手外二科 , 呼和浩特 0 O3 ) l oO 中图分类号 : 3 2 83 R_3 ;Q l 文献标识码 : A 文章编号 :o 62 8 2 o )3 6 2 lo _04(o 8 2 058
导方法所表达的神经元和神经 胶质 细 胞 表 型 存 在 差 异 , 神 且 经转 化 率 、 胞 病 死 率 和 存 活 细 细胞构建组织工程神经过程中的机 制和所 面l 临的新挑 战进行综述 , 以探讨一种更新更有价值 的周 时间也存在差异 。 围神经缺损修复思路。 关 键 词 : 髓 基 质 干 细胞 ; 织 工程 ; 经 缺 损 ; 旺细 胞 骨 组 神 许 体外培养 的 B c Ms s具 有 P 0 rs a 0 t e rlgcD妇 tR p i 廿 nb i u n e— gNev f n r0 to 贴壁 生 长 特 性 , 代 培养 时 细 rges b u u 00 i N e ar o yTs eE n e n r e0 eMa rw Sr- a s B0 原 m l e s JⅣ 口 - 髓 ⅣJ C u l G , , , e s e . S∞n (e d脚 口 附 n 舶 M¨ ,e 4 把 sc 0 f d 胞 形 态 表 现 为 圆 形 , 小 不 大 印 Z 厂 c r n 口 e ? 0 , 口o 肘o d c f Mr n ,f £ 10 0, ) 肘0 Z 0 0 O0 3 C 矗 A 缸atb n arw s a cU ( MS s , s ei bn amw a e sn0hri u se c :0 em ro t l e s B C ) r i o em r sw Ua te s e( . mm ed n i ts 随着 培 养 时 间 的 延 长 , 细 g ft whc 0 nvh v u d e t1faue 0 tm e , u 1o h v h oe ta a a liv0 .。a). ih n t0 l ae fn 帅 na e tr fse c Us b tas ae tep tnilc p bi t f l slrn wa n D tnildf rnit n Th u c s fi s1t n, u ue a d df rnit it 胞出现突起 , efe e la d mu oe t iee tai . e s ce s0 t i0ai c h r n iee t i a f l 0 s 0 f l a 佣 n0 经传代后 细胞形 n rec l ev el r e rsu c ft s ee gn eigse e sfrrp i e t0 eih rln we . i at san w e0 re0 su n ie r eds Ⅱ b e a瑚 n f r ea e sThs ri i n p p — 态似 梭 形 或 成 纤维 细 胞 样 , 呈 d e i e ed c I b u i c s u igc nt t gt se e 西 er 壤 n rea ed c l n e r e d se el 0 t t meh vw s s m d r 0 s n mc n s n n ei ev sse e sa d i iu I l r lt d c a e 盟 h t t sf c d,n 0 d rt e ae t e m0 e b t r mel d i e a r g t e n r e d f c. eae h U n e t a a e i r e 0 d b t h r e t t o n rp i n h e v ee t i wa e l i 集 落 或 旋 涡 形 生 长 。 流 式 细 1 e w0r s Bo e ma删 sr ma e s is e e n e i g;Ne v e e t c wa n c l 【 d : n l t0 lc U ;T s u n e r n r e d fc ;s h n e l s 胞仪检测结果表明, 体外 培养 周 围神 经 组 织 工 程 就 是 用 组 织 工 程 学 的 原 理 , 的细胞大多数处于 G/ , nG 期 J电镜 观察可见 : , 细胞 构建能完全替代 自体神经移植修复周围神经缺损的 呈 长 梭形 , 核 大 而 呈 卵 圆形 , 于 胞 体 中央 , 常 胞 位 为 移 植 物 。具 体 地 说 , 是 将 组 织 工 程 红 学 研 究 的 三 染 色质 , 就 核仁 明显 。细胞 内存 在许 多 发 育 良好 、 构 结 要素 : 种子细胞 、 生物材料 、 仿生结构相结合 , 构建一 正常的细胞器如线粒体 、 内质 网、 高尔基体和大量 的 种 理想 的周 围神 经修 复 材 料 J 随着 细胞 技 术 研 究 游离核糖体 , 。 胞质 内有大量 的内质网池、 空泡和溶酶 扩张的内质网池内可见类脂类物质。细胞外周存 的进一 步深 入 , 骨髓基 质 干细胞 ( oem r w s bn ar t l 体 , o mma 在许多细小纤维束 , 大量胶原纤维从细胞伸出, 构成了 cl ,M c )许 旺细胞 (cw n e ,c ) esB s s 、 l sh anc1 s s 的培养 1 个精 细的 网状纤 维 网络 , M C 易 与造 血系 细胞 jB S s 已趋 于成熟 。 已证 实 , M C B S s经 过 诱 导 分 化 可 以转 但其 目前 化 成 s s一 些 学 者将 B c c, Ms s与 去 细 胞 神 经 复合 修 区分 , 缺乏特异性 的表面或胞 质 内抗原 , 鉴别 J 复神 经缺损 , 在 形 态 学 和 功 能 学 上 取 得 了 较 满 意 主要依赖其形态学及功能学表现 。骨髓基质细胞 其 B c 效果 ; 因此 , B s s 将 M c 作为种子细胞复合在三维仿 目前 尚无 明确 的表 型分类 ,MS s亦无 高度 特异 的表 B S s的 表 面 表 达 S 2 H 、 生性 、 组织相容性好的神经替代支架材料 中, 渴望成 面抗 原 。 目前 研 究 表 明 , M C s 3c 2、 D4c 7、 D 、 D0、 D1a C l等 , H 、D9C 4、 D1c 9C 1 c 2 、 D2 而 6 o 4 为 组织 工程 化人 工神 经修 复神 经缺损 的全新思 路 。 不表达 C c ,、D C 4 D D C ,、D5 等细胞表 面抗 原 ’ 。 1 B C MS s的分 离、 养及特 性 培 B ss M c 分离 方 法 主要 有 3种 : 壁分 离 筛选 法 、 2 B C 贴 MS s向神 经细 胞分 化 的潜能 密度梯度离心法及磁体分离法 。到 目前为止 , 细胞 B rhr 等 和 Y s 等 分别在体外成功地 uka d o Ms s 的黏附特性仍是分离和纯化 B s s M c 的最基本原则 , 诱导 成年 大 鼠和人 的 B c 分化 为 幼稚 的神经 元 和 证明了大 鼠 B s s M c 在体外和体 内可诱 导 也 是获 取大 量 干 细 胞 的 一 种 常 用 方 法 。低 糖 型 的 胶质细胞 , 分化 为 s s并具 有 一定 的 功 能 , 能 作 为 神 经 修 复 c 可 D M 或 一 M培 养基 加 l % 的胎 牛血 清 也 是 目 ME ME 0 M c多 前 B C 的常规 基 础 培 养基 , 低糖 条 件 下 比 高糖 种子细胞的新来源。在研究 B s s 向分化潜能的 MS s 分 c ea 等 M c 注人 人造 条件 下更 利 于 B C MS s的增 殖 ; 养基 还 可 以根 据 试 过程 中 ,uvs 。 将分 离 纯化 的 B s s 培 术 验目的而添加一些成构成所谓的化学限定性培养 坐骨神经缺损处 , 后神经功能恢复较理想。移植 部位 B d ru示踪 显示 有少 量植 入细胞 表 达 S s 对 的 C相 基, 如碱 性成 纤 维 细胞 生 长 因子 、 源性 神经 营 养 因 脑 —0 发 Ms s c, 子及胰 岛素等成分 以促 进细胞 的生长 、 增殖及分 化 , 但 标 志 物 sl0蛋 白 , 现 部分 B c 转 化 为 s s而 诱导 B s s M c 神经化的方法和技术还不成熟 , 不同的诱 且 通 过 神 经 断 端 的 再 生 轴 突 具 有 明 显 的 增 多 。 M m r 等 在体外环境下诱导 B s s句 s s iua M c c 分化 , J 基金项 目: 内蒙古 医学院 2 o o 6年重大课题( 2 o z 0 0 NY o 6 D 1 ) 并 最 终得 到 B C 来 源 的 S sC e MS s C ,hn等 将 B S s M C 通讯 作 者 移植 到坐 骨神 经 缺损 的模 型 大 鼠体 内 , 后 观察 到 术

组织工程——一门新兴交叉学科

组织工程——一门新兴交叉学科

国内,近年来组织工程研究进展
非常迅速,以上海组织工程研究中心
为主,在上海、北京以及成都市形成 了三个主要研发基地。
国内组织工程研究方向

软骨组织工程研究 骨组织工程研究 皮肤组织工程研究 肌腱组织工程研究


血管组织工程研究
心肌组织工程研究 微囊化胰岛研究
二、组织工程产业发展
1995年,在美国,在治疗移植方面的费用超过 1000亿美元。相当于国民生产总值的1%。
根本上解决组织、器官缺损或功能障碍问题已经成为生 命科学研究领域积极努力探索的国际性前沿课题。
随着生命科学、材料科学、工程科学以及
相关学科的迅猛发展,诞生了一门新兴交叉学
科——组织工程学。
组织工程是一门新兴交叉学科
重大需求
组织器官缺损、功能障碍
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
多学科依托
生命科学 材料科学 信息科学 化学 物理学 工程学 计算机技术
组织工程研究首次改变了传统的以创伤修复 创伤的治疗模式,为最终实现无创伤修复和真正 意义上的功能重建开辟了一条新的途径,是二十
一世纪生命科学研究焦点之一。
组织工程的核心——是将种子细胞接种到可降解支 架上,将两者形成的复合体经体外培育后,再行体内移植, 进而再造出各种人体组织或器官。
种子细胞
支架材料
次手术。耗资超过400亿美元。
——有超过100万以上手术涉及软骨和 骨组织替换。
——有4万人等待心脏移植,但只有2
千人得到机会。 ——在60万烧伤患者中,只有1.5万得
到供体皮肤。
内年销售收入达2亿元。
目前临床上常用的治疗方法主要有:

自体移植 异体移植

人工合成组织代用品

组织工程及其研究进展

组织工程及其研究进展
种子细胞-增殖、分化、自组装成组织和器官 讯息因子(细胞因子或生长因子)-调节细胞的增殖和分化 支架材料(细胞外基质)-支撑和指导细胞增殖、分化
种子细胞
细胞是组织再生的关键
获得数量充足、不会引起机体免疫排斥反应且具有 再生活力的种子细胞是开展组织工程研究的前提和基 础。
用于组织工程的种子细胞必须具有形成新组织结 构的能力,主要来源于自体( autogenous) 、同种异体 ( allogenous) 或异种( xenogenous) ,在具体应用时各 有利弊。
2.人工的ECM
目前研究最多订有聚乳酸、聚羟基乙酸、两者的共聚物、 聚ρ-羟基丁酯;聚乳酸-已内酯的共聚物、聚原酸酯、聚 磷本酯、聚酸酐等。
这些材料的共同特点是:具有生物相容性及可塑性,在 体内可逐步分解为小分子如乳酸、羟基乙酸等,目前研 究主要集中于人工材料的改性、复合某些生长因子等。 尽管这些聚合物植入体内会出现或多或少炎症反应,但 有望通过进一步的纯化而减弱或消失。
组织工程及研究进展
主要内容
1.组织工程的简介 2.组织工程的研究背景 3.组织工程的研究内容 4.组织工程存在的问题
1.简介
组织工程是近年来正在兴起的一门新学科,属于 生物高技术范畴。
应用生命科学与工程学的原理与技术,在正确认 识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功 能关系的基础上,研究、开发用于修复、维护、促进 人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代 物的一门新兴学科。
除干细胞外,其他细胞也可以作为组织工程种子细胞, 如: 内皮细胞、上皮细胞、成纤维细胞、骨细胞、成骨细胞、 角质细胞、前脂肪细胞、脂肪细胞、肌腱细胞等。
种子细胞的要求
采用非侵入手段或微创手段即可获得; 分裂增殖能力强; 功能旺盛; 无免疫排斥反应; 能连续传代,并且传代培养后不发生形态、功能以 及遗传物质的改变。

神经组织工程修复脊髓损伤的研究进展(天然生物支架修复脊髓损伤)

神经组织工程修复脊髓损伤的研究进展(天然生物支架修复脊髓损伤)

神经组织工程修复脊髓损伤的研究进展(天然生物支架修复脊髓损伤)马犇;彭宝淦【摘要】脊髓损伤的修复是当今仍未解决的医学难题,究其原因是人类中枢神经只具有极其微弱的再生能力。

神经组织工程修复脊髓损伤是以支架为载体载入种子细胞进入损伤部位或植入新的组织,以达到修复损伤的神经组织的目的。

本文就支架的合成材料与脊髓损伤修复之间的关系进行了探讨,重点探讨了天然生物材料合成支架和去细胞生物体组织支架在修复脊髓损伤中的应用,以其推动中枢神经系统损伤的修复再上一个新台阶。

【期刊名称】《颈腰痛杂志》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】3页(P422-424)【关键词】脊髓损伤;支架;修复【作者】马犇;彭宝淦【作者单位】徐州医学院,江苏徐州 221004;武警总医院,北京 100039【正文语种】中文【中图分类】R744.2脊髓损伤(Spinal Cord Injury SCI)是一种以脊髓损伤平面以下感觉运动功能丧失、大小便失禁、性功能障碍为主要临床表现的中枢神经系统疾病,临床上以创伤引起的脊髓损伤常见。

脊髓损伤的康复是当今仍未解决的医学难题,究其原因是人类中枢神经只具有极其微弱的再生能力,多种病理生理活动及多种代谢产物参与导致损伤部位的微环境变化,不利于神经轴突的再生长造成。

近年采用细胞移植、组织工程、转基因技术等治疗方法修复脊髓损伤,取得了一定进展。

这些研究在促进损伤神经再生能力及改变脊髓损伤部位的微环境做了尝试,其中神经组织工程技术的发展,在修复脊髓损伤,促进功能康复取得了较大的进步。

神经组织工程是以支架为载体载入种子细胞进入损伤部位或植入新的组织,以达到修复损伤的神经组织的目的。

种子细胞目前报道有神经干细胞、嗅鞘细胞、许旺细胞、胚胎干细胞、骨髓基质干细胞等[1-3]。

支架是神经组织工程里不可或缺主体,其主要作用能桥接损伤的脊髓,为脊髓中神经轴突生长桥接提供空间和营养,还能作为种子细胞移植治疗神经损伤的土壤,引导细胞的生长、增殖、分化、迁移以及凋亡,从而促进脊髓神经的再生。

组织工程在神经再生中的研究进展

组织工程在神经再生中的研究进展

组织工程在神经再生中的研究进展神经损伤和神经退行性疾病一直是医学领域的重大挑战,给患者带来了巨大的痛苦和生活不便。

组织工程作为一种新兴的交叉学科,为神经再生带来了新的希望。

本文将详细阐述组织工程在神经再生中的研究进展。

神经再生是一个极其复杂的过程,涉及到神经细胞的存活、轴突的延伸、突触的形成以及与靶细胞的重新连接等多个环节。

传统的治疗方法,如药物治疗和物理康复,对于严重的神经损伤往往效果有限。

组织工程的出现为解决这一难题提供了新的思路和策略。

组织工程的核心是构建生物活性的支架材料,为神经细胞的生长和分化提供适宜的微环境。

这些支架材料通常具有良好的生物相容性、可降解性和一定的机械强度。

例如,天然的胶原蛋白、壳聚糖等材料,以及人工合成的聚乳酸、聚乙醇酸等聚合物,都被广泛应用于神经组织工程的支架构建。

在支架的设计方面,研究人员越来越注重模拟神经组织的天然结构和功能。

通过采用三维打印、静电纺丝等先进的制造技术,可以制备出具有特定孔隙结构和拓扑形态的支架。

这些支架不仅能够提供物理支撑,还能引导神经轴突的定向生长,并促进神经细胞之间的信号传递。

除了支架材料,细胞也是组织工程中的关键因素。

神经干细胞和神经祖细胞因其具有自我更新和多向分化的潜能,成为了神经再生研究的重点细胞来源。

此外,施万细胞、嗅鞘细胞等神经支持细胞也在神经再生中发挥着重要的作用。

它们可以分泌多种营养因子和细胞外基质成分,为神经细胞的存活和轴突再生创造有利条件。

为了提高细胞在支架上的存活和功能,研究人员还在不断探索新的细胞培养技术和生物活性因子的应用。

例如,将细胞与生长因子、神经营养因子等共同培养,可以增强细胞的增殖和分化能力。

同时,通过基因工程技术对细胞进行修饰,使其表达特定的蛋白质,也有助于促进神经再生。

在组织工程神经移植物的研发方面,已经取得了一些令人鼓舞的成果。

一些动物实验表明,组织工程神经移植物能够有效地促进周围神经损伤的修复,恢复受损神经的功能。

神经干细胞修复面神经损伤的组织工程学研究

神经干细胞修复面神经损伤的组织工程学研究

神经干细胞修复面神经损伤的组织T程学研究3.5.3统计学分析组间差异显著分析用x2检验,各代均与原代Go进行组间比较。

检验水准a=O.05。

结果l细胞培养1.1原代培养细胞观察原代培养第ld观察到细胞呈圆球状分散悬浮于培养液中;第2~3d可见大部分细胞贴壁死亡,而少数圆形细胞存活;培养7d后,在培养基中可见大小不一的悬浮生长的细胞团,其中较小的细胞团由数个至数十个细胞构成,而较大的细胞团由上百个细胞构成,并且开始出现细胞团相互融合成更大的细胞球的现象(图1.1)。

镜下观察细胞球边界清晰、折光性好,组成细胞圆润饱满、排列致密。

图1.1原代培养Nscs团loox1.2传代培养细胞观察将原代培养形成的细胞球进行传代处理,并将处理后的单细胞悬液按l×10…/L的密度(活细胞数)接种培养,此即为第1代。

按照此方法,目前在本实验室条件下己传lO代(>3个月)。

传代培养6~7d后,单细胞悬液中再次观察到大小不一的悬浮生长的细胞团,光镜下细胞团形态特点与原代培养无明显差异。

随着传代次数的增加,可见到细胞贴壁分化现象,分化的细胞形态不规则,胞体多郑州大学2006届博士研究生毕业论文呈圆形或不规则的多边形,突起长短不一(图1—2)。

图1.2传代培养10代细胞200x1.3诱导分化细胞观察将神经球转入有血清培养基的24孔板中培养,1d后即可见大部分细胞球贴壁生长;2~3d,可见有许多突起自神经球边缘长出,开始小而短,进一步伸长呈放射状;4~5d,周围迁出更多细胞,细胞有较长的突起,相互间可发生联系;6~7d,可以看到种类众多、形态各异的已分化神经组织细胞,主要有胞体呈圆形或椭圆形具有l~2长突起神经元样细胞和具有多个粗长突起的星形胶质样细胞(图1.3)。

图l一3诱导分化7d细胞200x2Nscs的鉴定虽然Nscs是一类未成熟细胞,但它选择性地表达某些抗原标志。

如Nestin(巢蛋白/巢素)。

Nestin正式名为Rat.401,位于胞浆,属中间丝蛋白。

第六章组织工程的研究与进展113页PPT

第六章组织工程的研究与进展113页PPT

利用细胞因子来促进种子细胞 的分化与增殖,虽是很有效的 技术手段,但要成功地运用自 如尚有相当多的问题需要研究 加以解决。
4.培养的生物环境
目前许多研究者强调组织工程 中细胞培养与扩增,应当是三 维,因此推崇采用微重力效应 下,细胞与组织三维培养技术。
我们应当看到人体的细胞的种 类是非常多的,不同组织与器 官所在的生理环境(包括力学 环境)千差万别。因此,在某 些特定环境中应用的组织只有 在特定的环境条件下培养才能 符合临床应用的要求。
(3)抗压强度差。大多数PLA与 PGA无纺布支架均有抗压强度差的 问题。除了上述介绍的脂肪族聚酯可 降解高分子材料及其复合物外,文献 中还报道采用聚偶磷氮 (Polyphosphazenes)、聚原酸 酯(Polyorthoesters,POE)、聚 氨基酸 (PolyaminoAcid)|bctisgxjrnpv sgxj(Polyesterurethane)等。
(1)亲水性差,细胞粘附、 生长增殖受阻。如:PLA包 埋的PGA无纺纤维支架由于 亲水性差,细胞吸附力弱,满 足不了组织工程研究的要求。
(2)引起无菌性炎症。PL A与PGA在临床应用中发现 约有8%左右患者出现非特异 性无菌性炎症。平均分子量低 于2万时发病率增长,使用高 分子量的PLA只能迟缓而不 能消除此种并发症的发生。
动物细胞是存量充足的可靠细 胞来源之一,但动物细胞在人 体内会引起免疫排斥反应导致 安全性的问题。
采用转基因等生物技术可使动 物携有人类的基因以减少甚至 避免免疫排斥反应。但更严峻 的问题是动物体内的一些病毒 会导致人类的一些新的疾患的 产生。
有一些国家政府就明令禁止实 施异种植入人体。实际上,对 科学家来说重要的是要解决防 止动物病毒传染人类的问题, 一旦异种细胞植入的安全性问 题获得解决,相信这些国家政 府的禁令亦会逐步取消。但目 前尚有较大的难度。

生物医学工程中的神经工程技术研究进展

生物医学工程中的神经工程技术研究进展

生物医学工程中的神经工程技术研究进展一、引言生物医学工程是将工程学与医学相结合的学科领域,旨在提高医疗技术和改善人类健康。

神经工程技术作为生物医学工程的一个重要分支,致力于研究和应用在神经系统功能障碍和疾病方面的技术和治疗方法。

本文将对生物医学工程中的神经工程技术的研究进展进行综述。

二、脑机接口技术脑机接口(Brain-Machine Interface,BMI)技术是一种能够建立大脑与外部设备之间直接通信的技术。

通过植入电极或其他传感器设备到大脑的神经组织中,可以记录和解读脑电信号,实现以意念控制外部器官和设备的目的。

脑机接口技术在神经康复和失能病患治疗方面具有广阔的应用前景。

三、生体信号检测与分析技术生体信号检测与分析技术是神经工程中的基础研究领域,主要包括脑电图(Electroencephalography,EEG)、脑磁图(Magnetoencephalography,MEG)和功能性磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)等方法。

这些技术可以帮助科研人员深入了解大脑的神经活动和功能连接,为神经疾病的诊断和治疗提供依据。

四、神经生物材料与组织工程神经生物材料与组织工程是神经工程领域中的前沿技术之一。

通过利用生物材料的特性以及体外培养技术,可以构建和修复受损的神经组织和神经纤维。

例如,利用脱细胞支架材料可以在体内再生和修复神经组织,而牛磺酸软骨素类似物等生物材料可以促进神经元的再生和分化。

五、神经调控与神经介入技术神经调控与神经介入技术是通过电刺激、光刺激等方式对神经系统进行干预和调控的技术。

例如,经颅磁刺激(Transcranial Magnetic Stimulation,TMS)可以通过产生磁场对大脑区域进行非侵入性的刺激,用于治疗抑郁症等精神障碍。

此外,光遗传学技术也是一种新兴的神经介入技术,通过基因工程手段使神经元对光的敏感,从而实现对神经元的精确激活和控制。

神经嵴干细胞的研究进展

神经嵴干细胞的研究进展

神经嵴干细胞的研究进展杨洁;张菁华【摘要】@@ 神经嵴是脊椎动物胚胎早期发育过程中出现的暂时性结构,从低等动物鱼类到高等动物人类具有极大的相似性.人胚发育第14天时,胚盘中轴区的外胚层局部增厚形成神经板,人胚18d左右时,神经板两侧缘增厚、隆起形成神经褶,神经褶进一步隆起、靠近与融合形成神经管[1].【期刊名称】《医学理论与实践》【年(卷),期】2011(024)017【总页数】2页(P2049-2050)【关键词】神经嵴干细胞;分化;细胞因子;组织工程【作者】杨洁;张菁华【作者单位】菏泽医学专科学校组织胚胎教研室,山东省菏泽市,274611;菏泽医学专科学校组织胚胎教研室,山东省菏泽市,274611【正文语种】中文【中图分类】R329.1神经嵴是脊椎动物胚胎早期发育过程中出现的暂时性结构,从低等动物鱼类到高等动物人类具有极大的相似性。

人胚发育第14天时,胚盘中轴区的外胚层局部增厚形成神经板,人胚18d左右时,神经板两侧缘增厚、隆起形成神经褶,神经褶进一步隆起、靠近与融合形成神经管[1]。

外胚层与神经沟边缘之间的神经外胚层细胞在神经管的背外侧构成与神经管平行排列的两条带状的细胞索,从中脑平面一直延伸至尾部[2,3]。

由此迁出的神经嵴干细胞分布广泛。

由于神经嵴干细胞具有活跃的增殖能力和分化潜能,所以备受国内外学者的关注。

在神经褶闭合形成神经管的过程中,神经沟边缘与表面外胚层相延续处的神经外胚层细胞游离出来,形成左右两条与神经管平行排列的索状细胞,即神经嵴,位于神经管的背外侧和表面外胚层的下方,自中脑阶段延伸至尾部[4]。

神经嵴细胞具有多潜能性,可增殖并分化为不同类型的成熟组织和细胞。

体内实验证实,神经嵴干细胞的衍生物遍及了外、中、内三个胚层,包括周围神经系统和肠神经系统的神经胶质、神经元、大部分的初级感觉神经元;内分泌细胞、心脏流出道和大血管的平滑肌细胞;皮肤和内脏器官的色素细胞,以及头面部的骨、软骨、结缔组织等[5,6]。

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再生而在支架材料上植人细胞和神经营养因子已成为近年来 国内外学者研究的热点。已有研究报道:N F C T 具有较强的促 进运动纤维再生的能力: G N F则促进感觉纤维再生的作用相
缺损, 无论神经导管是否可降解, 其促进神经再生的效果较 自 体神经移植差仁1 ‘。 7 3 二中枢神经组织工程支架材料 由于大脑及脊髓的组织 结构相对周围神经组织结构要复杂的多, 故中枢神经组织工程 发展仍处于起步阶段, 目前研究多限于脊髓损伤组织工程修复 方面‘用于中 枢神经组织工程支架材料主要有胶原、 明胶 、 纤 维蛋白、 壳聚糖、 聚乳酸一乙醇酸( L A 等等。这些生物材料 PG ) 具有极高的生物相容性和安全性, 物理和化学性能稳定, 在组 织工程中有非常好的应用前景。T 制备出含有胶原、 ,1 纤维蛋
且ss C 传代以后形态和功能逐渐改变, 不再适合神经组织工程
的N ,⑤自 C S 。 体皮肤组织培养分离出神经千细胞闹。研究表 明闲, S : N 可用于“ C 细胞治疗”通过将新的细胞移植到中枢神 , 经系统内来替代因损伤或疾病而缺失的神经细胞, 用于治疗中 枢神经系统退行性病变和功能重建, 这具有十分重要的意义。 目 前已有神经干细胞移植治疗应用于临床的报道[ 。而将组 . ; 幻
的制作。神经导管的主要作用是桥接神经缺损, 引导神经轴突 的再生; 防止损伤神经周围的纤维结缔组织向神经断端间增生 形成瘫痕组织 , 阻碍再生神经纤维的向前生长。早期使用的非
再生〔 。Mor等帅1 1 幻 o。 将载有原代雪旺细胞的多孔 P G L A支架 植入成年大鼠横贯性损伤的脊髓病灶, 术后 1 个月可见神经轴 突再生穿过损伤断面。李德志等[〕 0 z 观察到雪旺细胞和神经干 细胞在 P G L A支架表面生长良 粘连紧密、 好、 无细胞凋亡现象.
移植材料。
脱细胞细胞外基质(ol l et cll m tx A C aeu r x aeu r a i, E M) la : la r 具有最接近人体的网架结构、 良好的生物相容性 、 生物力学性 能, 其表面具备细胞膜受体识别位点 , 具有引导或诱导组织再
者提出细胞移植并不能替代在损伤中死亡的神经细胞级 , 2 而 幻 是通过分泌神经营养因子改变中枢神经系统的可塑性卿〕使 ,
缺损的坐骨神经再生有更加有效的促进作用泌〕 。但是周围神 经A C E M材料的制备方法、 材料的成分、 活性有待改进 , 生物 学调控机制需要进一步研究。尽管许多实验表明生物支架有
独特的神经修复桥接作用, 但有学者认为对于较长距离的神经
细胞表面受体, r 即TK酪氨酸激酶和 p5 T受体(7N R 7N p T) 5 相结合, 在突触水平、 轴突水平和细胞水平, 乃至神经系统的附 属结构水平上调节中枢神经系统( 爪 n v岭 s就 , 悦 r e l a r o y。 C s的再生哪」 N ) 。因此, 在改进支架材料的同时, 为促进神经的
宿主的神经系统功能得到恢复。神经营养 因子主要包括神经
生的能力山〕 。因此是很有实用意义的支架材料, 可望在周围
神经组织工程的构建中取得更好的效果ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ目前 已有一些研究
报道。韩克军等郎, A C 预构 建桥接物修复 5〕 鼠 用 EM 1大
1m 5 m坐骨神经缺损时 , 取得 了接近 自体神经移植的结果。进 一步研究发现: 种植雪旺细胞的脱细胞同种异体神经移植物对
组织工程近年来不仅在软骨、 皮肤、 骨、 肌健、 血管组织等 方面取得了蓬勃发展, 而且随着可降解材料的研制和开发、 神
经干细胞研究 的深人, 神经组织工程研究也取得了一定的进 展。本文就神经组织工程中种子细胞、 支架材料和细胞因子等
方面的研究作一综述 。
种子细胞
种子细胞的培养是组织工程的基本要素, 细胞主要来源于 自 、 体 同种异体、 异种组织细胞等。神经组织工程的种子细胞 主要为雪旺细胞和神经干细胞, 1 。雪旺细胞 雪旺细胞(cw n esS ,是周 围神经 Sh ncl , ) a lC 的主要结构和功能细胞, 是周围神经组织工程研究的重要种子 细胞。S s C 在周围神经修复中起着功能性的角色, 其作用有吞 噬、 营养、 促进轴突生长及对再生神经发挥趋化作用等。实验 证实: 种植 S 。 C 的神经移植物可以提高和加速轴索的再生能 力, 含有 S s C 的神经导管材料修复神经缺损后 , 神经功能的恢 复优于没有 义, 移植者田。S s C 来源可以: ①从任何周围神经 获取培养, 人类的 S s C 可以从成人或胎儿的神经活检组织中分 离; ②从神经瘤组织中分离培养, 采用神经瘤培养的 S , C 具有 良好的豁附性和分裂能力, 是临床 义 5 的理想来源, 尤其是老 年患者, 因自体 S s C 培养困难闭; ③骨髓基质干细胞也可定向 诱导分化为雪旺细胞。由于神经组织工程材料需要的细胞数 量非常巨大,C 移植要产生效果, S, 细胞浓度量需在 I o/ Xl7耐 以上。但是正常 S , C 移植后产生的神经营养物质非常有限, 而
生长因子( 代 g w 肠 t , G 、 加r r t 。 rN F 脑源性神经营养因子 o h o ) (rn evd er r h f t ,D F 、 ba dre nuo o i a o B N )神经营养素一(手 i i tp c cr 3N ) N /、 3 、 争45睫状神经营养因子( N F 、G 成纤维生长因 C T F F( ) 子)B P( 、M 骨形成蛋白) 等等。神经营养因子通过与两种类型
说明雪旺细胞和神经干细胞与 P, A支架之间有 良好的细胞 lG
亲和性。而谭太贵等t」 1 2 认为神经干细胞不能在 P、A膜表面 lG
贴附和生长, 在壳聚糖和明胶膜表面贴附和分化 良好, 壳聚糖 较为利于神经干细胞贴附, 明胶较为利于神经干细胞分化。故
降解神经导管 , 临床应用时需再次手术取出是其弊端。目前, 可降解的生物支架已经广泛用于组织工程。I kw 等〔J s a a ’将 i h “ 壳聚糖凝胶海绵支架植人缺损 s 。的大鼠坐骨神经缺损处, m 2
苗与神经疾病杂志 2O 年第 巧 卷第 5 07 期
3 7 9
神经组织工程研究进展
陈兴泳( 综述) 唐 洲平
中圈分类号: 38 R1 文献标识码: A
唐 荣华( 审校 )
文章编号: 06 5X 20)5 37 3 10一31 (070一09一0 来源主要有: 由胚胎干细胞诱导分化得到 N s但其来源 ① C S , 的有限性和面临法律和伦理方面的问题使研究受到很大限制; ② 源于肿瘤组织或转基因永生化的 N s③ 由胚胎或成年哺 C S ; 乳动物中枢神经系统分离得到的 N s④血液( C S ; 外周血和脐带 血) 中的造血干细胞( 即5和间充质干细胞( C ) H ) MS s分化而来
认为 P石A、 l 壳聚糖和明胶都不宜独立作为生物支架材料和神
经干细胞来共同构建中枢神经工程化组织。此外, 培养的海马
个月后可见再生神经己良好髓鞘化。C m ea 等[〕 a ri h b ln l 将具有
多孔的胶原材料植人缺损 1m 0 m的大鼠坐骨神经的损伤处 , 结
神经元在等密度的赖氨酸( )丙氨酸( )天冬氨酸( ) R、 A、 D 形成 的 R D 肤基质生物材料支架上能形成广泛的神经丝和功能 A1 6 性突触联系; R D 6 在 A 1 肤基质生物材料上长成的充满神经元 的培养物能随时从一种介质转移至另一种介质中, 因此, 建立 在组织培养中的神经元/ 肤基质培养物能用于移植。
支架材料
1 神经组织工程生物支架的特性和分类 生物支架是对 , 细胞外基质结构和功能的仿生, 起到细胞外基质替代物的重要 作用, 它和种子细胞共同构成组织工程的核心— 三维空间复 合体, 所以支架材料的选取和构建是组织工程的关键之一。理 想的生物材料支架应严格符合以下标准: 1有易于设计和修 ( ) 饰的基本单元; 该材料的生物降解速度可调控;3 没有细 ( ) 2 () 胞毒性; 能引发的免疫反应和炎症最小 ,4 具有能特异促进或 ( ) 抑制细胞一 材料相互作用的特性 ;5 材料的生产、 ( ) 纯化和处理 易于操作并可升级; ) 6 ( 有与水溶液和生理条件的化学相容性。 与这些条件中的任何一项不符将给该候选生物材料的潜在应
织工程和神经干细胞相结合也是很有前景的研究方向, 神经千
细胞可以作为种子细胞在生物支架上分化、 增殖、 生长, 在恢复 视神经功能的研究方面己经取得了良好效果川。脊髓损伤也 可以通过组织工程方法进行修复。虽然在神经干细胞研究方 面取得 了很大进步, 但是我们必须清醒的认识到仍然有很多问 题垂待解决:1诱导分化、 ( ) 增殖 的机制仍不 十分清楚 , 尤其是 如何调控细胞在体内准确的定向分化 目前还做不到, 这直接影 响了体内治疗的效果;2神经干细胞体内治疗的机制是什么, ( ) 是通过细胞替代还是其他 因素起作用; 永生化 N s C S 的致瘤 性, ) 3 ( 目前多数实验是在体外或动物模型中进行的, 由于动物 的再生能力超过人类 , 所以移植应用到临床仍有相当距离。
用带来限制。
的要求。寻找丰富的 S , C 来源和经体外培养、 繁殖及扩增后易
趋于老化的问题, 是目前研究需要克服的问题。解决问题的方
法是培养永生化 S s 使其分裂、 C 系, 增殖获得大量的细胞。随 着分子生物学的发展, 利用转基因技术使保持和增进 S s C 功能
的设想成为可能闭。 但是目 的基目表达的量和表达持续时间
墓金项目: 国家自然科学基金资助项 目(o768 ; 35o2)华中科技大学 医工、 医理交叉基金资助项 目 。 作者单位:3。。 4。3 武汉 华中科技大学同济医学院附属同济医 院神经内科( 陈兴泳、 唐洲平、 唐荣华) 福建省立医院神经内科( ; 陈兴
泳)
神经组织工程支架材料目前有: ①天然生物材料, 包括有 活性和无活性两类。前者取 自于 自体的神经 、 骨骼肌、 血管、 膜 管等; 后者有如几丁糖 、 明胶、 胶原、 壳聚糖及脱细胞细胞外基 质。②合成材料: 不可降解吸收的非生物材料, 如硅胶管、 聚氨 酷; 可降解聚合物第 2 代生物材料, 如聚乳酸( lat 配 o c c P 刃 i 记, P洲)聚乙醇酸(o l l ai,〕A ; l 、 A pl y i c 】 )化学修饰材料。③ g o y cc d G
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