组织工程的现在与未来

组织工程的现在与未来

摘要:随着各项高新技术的发展，组织工程的研究也迅速发展起来，这使得组织

工程的应用范围也越来越广。本文回顾了组织工程的发展历史，重点介绍了各器

官组织工程的发展现状，并介绍了我国的组织工程的研究现状，并对组织工程的

发展做出了展望。

关键词：组织工程；种子细胞：；器官组织工程

Abstract:With the development of the high and new technology, tissue engineering research has developed rapidly, which makes the application of tissue engineering is becoming more and more widely.This paper reviews the development history of tissue engineering, this paper introduces the present development of organ tissue engineering, and introduces the present situation of the study on the tissue engineering in China, and made a prospect on the development of tissue engineering.

Key words: Tissue engineering；Seed cells；Organ tissue engineering

1.引言:组织工程学是在细胞生物学与生物材料研究交叉与融合的基础上，逐步建立并发展起来的学科。它标志着医学将走出目前组织移植和器官移植的范畴,步入制造组织和器官的崭新时代。

20世纪80年代初，随着细胞生物学研究的发展、细胞体外培养技术的逐步完善，人们进行了大量的通过单纯细胞移植方法治疗组织或器官缺损的探索，远期临床观察证明单纯细胞移植不能形成理想的组织与器官。另一方面，在生物活性材料领域的大量研究与实际应用也证明，仅仅通过改善材料本身的性状，应用不具备生物学活性的材料也不能达到理想的组织再生修复效果。因此,如何从根本上解决组织、器官缺失和功能障碍问题，一直是生命科学积极努力探索的重大课题。

2.组织工程的发展历史

组织工程的创建和发展不过是最近30余年的事，早在1977年Green曾试图将分离的软骨细胞移植于脱钙的骨支架中，以复制软骨，但以失败告终[1]。1989年Wakitain将软骨细胞移植于胶质支架中进行移植，可获得一定数量的细胞繁殖，并维持它在培养基中的显形(Phenotype)，同时避免了细胞间变[2]。但得到有限的成功。直到20世纪80年代,组织工程开始有了新进展。先是美国在1987年由国家科学基金会资助建立了一系列实验室；随后，日本、英国亦相继展开研究。目前美国已有相当数量的研究机构、大学以及企业都参与组织工程课题的研

究，并取得了不少重大进展。1997年我国留美学者曹谊林在Vacanti的实验室中，首先在世界上应用生物材料塑型,细胞-生物材料复合体的体外培养，以及植入方法和技术改进，在裸鼠体内制成具有皮肤覆盖的人耳廓形态的软骨[3]。这个成就标志着组织工程技术可以形成具有复杂表面结构的软骨组织，展示了组织工程研究的广阔前景，被誉为组织工程学研究的一个新的里程碑。

2种子细胞的研究

种子细胞的培养是组织工程的基本要素,种子细胞研究的目的在于获取足够数量的接种细胞,同时保持细胞增殖、合成基质等生物功能并防止细胞老化。美国马萨诸塞州Diacrin 公司开展了相关研究，希望获得异种“万能供体”细胞系，即通过去除或掩盖细胞表面识别“异体”细胞的蛋白质，以克服免疫排斥反应问题。但异种细胞进行体内移植也存在明显的限制，如容易引起动物源病原体向人体的传播、免疫排斥等。所以自体细胞和同种异体、异种细胞作为种子细胞来源都存在许多难以克服的限制性因素。近年来，科研人员开始将注意力集中到干细胞研究领域。干细胞作为种子细胞的主要来源已经得到普遍认可但干细胞作为种子细胞也不是没有缺陷，如胚胎干细胞体外培养时存在致瘤倾向以及伦理争议等[4]。

3. 器官的组织工程

3.1. 皮肤的组织工程

“人工真皮”是应用组织工程技术制成的商品化真皮代用品，它可诱导正常皮肤创面的愈合，已成功地应用于大面积烧伤病人的暂时性创面覆盖和慢性皮肤溃疡的治疗。用新生儿的真皮(包皮)成纤维细胞，在PGA织网上进行培养，可望得到均匀的细胞群落。在治疗大面积三度烧伤时，可把这种细胞移植于创面上，临床试用证明具有极好耐受性，未见排异反应。

在我国，第四军医大学与陕西艾尔肤公司联合开发的我国第1个组织工程产品安体肤于2007年11月13日获得批准。目前他们正在开发组织工程脱细胞真皮、组织工程皮肤系列产品：含脂肪层组织工程皮肤、含色素组织工程皮肤、含微血管组织工程皮肤、含毛囊组织工程皮肤及组织工程真皮。

3.2. 肌肉的组织工程

骨骼肌肉具有较强的再生能力，但对心肌来说，一旦受损就难以再生。这可能由于前者具有星状细胞(Satelite cell)之故。最近有人试验采用自体骨骼肌的星状细胞移植于心肌损害部分，8周后可形成新生心肌，但12周后又趋消失，故尚待继续研究[5]。

3.3. 肌腱的组织工程

在20世纪70-80年代，各种人工代用品已早被试用，如应用碳纤维材料作为支架，它可以在体内被纤维组织替代，但碳分子最后并不消失。近年来，由Dacron诱导生成的纤维组织和疤痕组织或肉芽组织十分相似，但可引致炎性异物反应。曹谊林等将项牛肩、膝部的肌腱切下后，经处理获得游离的肌腱细胞，然后植入0.14cm×0.4 cm索条状、未编织的PGA网状支架上，并植入小鼠皮下。结果在6周标本中，支架四周显示排列着拉长的肌腱细胞，中心部分显示较多的