组织工程支架材料研究进展及发展趋势

对生物支架材料的基本要求、分类、研究现状及前沿动态作了较全面系统的概述,对组织工程支架材料目前存的问题、研究的重点和热点做了归纳分析,并对其发展趋势进行了展望,预测组织工程支架材料将向分子设计、仿生设计、纳米化、应用基因技术及细胞分化技术等方向发展.     

骨组织工程支架材料及其力学性能

骨组织工程的研究是组织工程最为活跃的领域之一,如何制备理想的骨支架材料是当前的一个研究热点.通过人们的努力,目前已有多种骨组织工程支架材料问世.综述了各类骨组织工程支架材料的优缺点,对比了它们的力学性能,并对骨组织工程的前景进行了展望.     

组织工程支架材料研究进展

组织工程在组织或器官的修复和再生中发挥着越来越重要的作用。其中支架材料是组织工程的重要组成部分,能够为种子细胞的粘附、生长、增殖和分化等提供临时的机械支撑以及必要的生长环境,因而显得尤为重要。支架材料按照来源可以分为天然材料、人工合成材料和复合材料。从材料学的角度,介绍了骨、神经、牙齿及血管等组织工程领域中常见的支架材料的研究与应用进展,并对支架材料的发展前景进行了展望。     

血管组织工程支架材料的研究进展

血管支架材料在组织工程血管构建过程中起着非常重要的作用.近年来已合成与制备了许多新型血管支架材料,并对材料进行了相关方面处理.本文对天然生物材料、合成高分子可降解材料和复合材料等血管组织工程支架材料进行了综述.     

胶原作为组织工程软骨支架材料的研究

本文报导了用胶原作为软骨组织的载体材料在组织工程化软骨中的研究情况.本研究采用冷冻干燥方法制备出了Ⅰ-型胶原(sigma)、Ⅱ-型胶原(sigma)和混合型胶原(本室提取)的胶原海绵,并将其用作软骨组织工程的载体支架,比较研究了这三种胶原材料支架在软骨组织工程应用中的效果,筛选出了较理想的软骨组织工程载体材料.     

聚己内酯降解速率的调控及改性的研究进展

组织工程学的兴起使聚己内酯成为研究的热点。聚己内酯因优越的性能成为组织工程中支架材料的热门选择。然而,聚己内酯的降解速率过慢,需要3~4年,而应用于牙槽骨再生的支架材料的理想目标是在5~6个月内完全降解,这大大限制了聚己内酯的临床应用。针对聚己内酯降解速率的调控方法进行了梳理,包括与不同的材料共混改性、表面处理等方法,并对聚己内酯作为组织工程支架材料的未来进行了展望。     

骨组织工程支架材料的研究进展

骨组织工程的发展,要求充分结合材料工程与生物工程相关知识,对植入材料进行分子及细胞水平的设计.细胞外基质材料(支架材料)的选择与制备是骨组织工程的一项重要而关键的任务.如何找到能促进并指导细胞黏附、增殖的支架材料是目前骨组织工程研究的热点之一.介绍了骨组织工程相关原理,并综述了几种支架材料的发展研究现状.     

骨组织工程用无机支架材料的研究现状

无机生物活性材料作为一种重要的骨组织工程用支架材料,具有明显的优势和广阔的应用前景.从组织工程材料发展历程的角度出发,分别介绍了制备支架的不可降解材料、部分可降解材料和完全可降解材料的演变过程,比较了这3种材料在力学性能方面的各自优缺点,并分析了支架材料在生物相容性方面的改善措施,同时着重介绍了国内外无机组织工程材料近期的研究成果.     

组织工程三维多孔支架材料制备技术的研究现状

组织工程支架材料是组织工程成败之关键因素,制备一种既具有良好生物相容性和生物降解性,又具有,特定形状和三维连通多孔结构的支架材料是组织工程的一个重要方面.主要综述了组织工程多孔支架材料制备技术的研究现状,分析和总结了各制备技术的优缺点,并对其发展趋势进行了展望.     

丝素蛋白水凝胶材料在组织工程中的应用研究进展

组织工程技术是有望从根本上解决组织或器官损伤及实现功能重建的前沿技术,其关键之一是制备具有良好生物相容性和生物降解性的支架材料。水凝胶由于具有众多良好的特性,成为组织工程研究中一种优良的支架材料。丝素蛋白水凝胶由于独特的性质、多样化的成胶方式以及优异的可加工性成为了支架材料研究的热点,备受学者的青睐并涌现出了大量的研究成果。本文在阐明丝素蛋白凝胶原理的基础上,回顾了目前较为成熟的凝胶化方法,随后重点综述了丝素蛋白水凝胶在组织工程中的研究进展,最后进行了总结和展望,以期为相关领域的研究者提供参考和借鉴。     

骨组织工程支架材料的研究进展

综述了骨组织工程支架材料在骨缺损治疗的研究现状,并展望了其未来的发展方向。利用各种材料的优势互补性,将两种或两种以上材料通过恰当的方式组合成复合支架材料,其力学性能和降解速率可根据各组分材料的种类、数量及组合方法的变化进行调节,按照要求制备出具有一定机械强度和降解速率的支架材料。并指出骨组织工程复合支架材料将会成为骨缺损修复中一类富有潜力的生物材料。     

复合材料梯度结构组织工程支架建模方法

使用传统方法制造组织工程细胞载体支架存在材料单一，结构简单的缺点，提出了一种基于快速成形技术（MEM工艺，类似于FDM）的复合材料梯度结构组织工程支架的建模方法，使用这种方法，可以按照支架的特点和要求，分别采用结构模板和材料模板进行支架的结构设计和材料设计，从而实现支架的多种材料和梯度结构。     

Anisotropic Materials for Skeletal‐Muscle‐Tissue Engineering

Repair of damaged skeletal‐muscle tissue is limited by the regenerative capacity of the native tissue. Current clinical approaches are not optimal for the treatment of large volumetric skeletal‐muscle loss. As an alternative, tissue engineering represents a promising approach for the functional restoration of damaged muscle tissue. A typical tissue‐engineering process involves the design and fabrication of a scaffold that closely mimics the native skeletal‐muscle extracellular matrix (ECM), allowing organization of cells into a physiologically relevant 3D architecture. In particular, anisotropic materials that mimic the morphology of the native skeletal‐muscle ECM, can be fabricated using various biocompatible materials to guide cell alignment, elongation, proliferation, and differentiation into myotubes. Here, an overview of fundamental concepts associated with muscle‐tissue engineering and the current status of muscle‐tissue‐engineering approaches is provided. Recent advances in the development of anisotropic scaffolds with micro‐ or nanoscale features are reviewed, and how scaffold topographical, mechanical, and biochemical cues correlate to observed cellular function and phenotype development is examined. Finally, some recent developments in both the design and utility of anisotropic materials in skeletal‐muscle‐tissue engineering are highlighted, along with their potential impact on future research and clinical applications.     

骨组织工程用支架材料研究进展

骨组织工程用支架材料是骨组织工程研究的主要内容之一 ,按来源可将支架分为天然支架材料和合成支架材料 ,本文综述了骨组织工程用支架材料的研究和应用。     

用超临界CO2法制备聚乳酸三维多孔支架材料

在超临界CO2(SC—CO2)条件下制备了生物相容性良好的聚乳酸(PLA)多孔材料，研究了PLA的分子量、SC—CO2的压力、温度和处理时间对多孔材料的结构形态、孔隙率和玻璃化温度的影响。结果表明：支架材料的孔洞分布、结构形态和孔隙率不仅与聚乳酸的分子量有关，而且与处理样品的压力、温度和时间关系密切；经超临界CO2处理后材料的玻璃化温度(Tg)有所升高，与传统的方法所制得的材料相比较，多孔材料不仅杂质少，孔径孔率分布均匀，孔洞表面粗糙，而且在大孔之间几乎布满了直径为10—20μm的微孔，该结构提供了营养物质和新陈代谢的通道，且细胞和生长因子也能通过。     

Fabrication of nano-structured electrospun collagen scaffold intended for nerve tissue engineering

Nerve tissue engineering is one of the most promising methods in nerve tissue regeneration. The development of blended collagen and glycosaminoglycan scaffolds can potentially be used in many soft tissue engineering applications. In this study an attempt was made to develop two types of random and aligned electrospun, nanofibrous scaffold using collagen and a common type of glycosaminoglycan. Ion chromatography test, MTT and attachment assays were conducted respectively to trace the release of glycosaminoglycan, and to investigate the biocompatibility of the scaffold. Cell cultural tests showed that the scaffold acted as a positive factor to support connective tissue cell outgrowth. The positive effect of fiber orientation on cell outgrowth organization was traced through SEM images. Porosity percentage calculation and tensile strength measurement of the webs specified analogous properties to the native neural matrix tissue. These results suggested that nanostructured porous collagen-glycosaminoglycan scaffold is a potential cell carrier in nerve tissue engineering.     

Preparation of a biphasic scaffold for osteochondral tissue engineering

Tissue engineering has been developed as a prospective approach for the repair of articular cartilage defects. Engineered osteochondral implants can facilitate the fixation and integration with host tissue, and therefore promote the regeneration of osteochondral defects. A biphasic scaffold with a stratified two-layer structure for osteochondral tissue engineering was developed from biodegradable synthetic and naturally derived polymers. The upper layer of the scaffold for cartilage engineering was collagen sponge; the lower layer for bone engineering was a composite sponge of poly(DL-lactic-co-glycolic acid) (PLGA) and naturally derived collagen. The PLGA–collagen composite sponge layer had a composite structure with collagen microsponge formed in the pores of a skeleton PLGA sponge. The collagen sponge in the two respective layers was connected. Observation of the collagen/PLGA–collagen biphasic scaffold by scanning electron microscopy (SEM) demonstrated the connected stratified structure. The biphasic scaffold was used for culture of canine bone-marrow-derived mesenchymal stem cells. The cell/scaffold construct was implanted in an osteochondral defect in the knee of a one-year old beagle. Osteochondral tissue was regenerated four months after implantation. Cartilage- and bone-like tissues were formed in the respective layers. The collagen/PLGA–collagen biphasic scaffold will be useful for osteochondral tissue engineering.     

磷酸钙骨水泥/明胶复合组织工程支架材料的制备及其结构与性能

磷酸钙骨水泥组织工程支架材料具有良好的生物相容性和骨传导性,是一种良好的骨组织工程支架材料,但是这种材料存在力学性能差的缺点,限制了它的应用.本文采用生物相容性良好的可降解明胶材料与磷酸钙骨水泥支架进行复合,制备出的明胶/磷酸钙骨水泥复合支架材料,其压缩强度可达3.7MPa,比复合前磷酸钙支架材料的强度提高了37倍,而且材料具有良好的柔韧性,适合用作为非承重部位骨组织缺损修复用组织工程支架材料.     

Scaffold Sheet Design Strategy for Soft Tissue Engineering

Creating heterogeneous tissue constructs with an even cell distribution and robust mechanical strength remain important challenges to the success of in vivo tissue engineering. To address these issues, we are developing a scaffold sheet tissue engineering strategy consisting of thin (～200 μm), strong, elastic, and porous crosslinked urethane-doped polyester (CUPE) scaffold sheets that are bonded together chemically or through cell culture. Suture retention of the tissue constructs (four sheets) fabricated by the scaffold sheet tissue engineering strategy is close to the surgical requirement (1.8 N) rendering their potential for immediate implantation without a need for long cell culture times. Cell culture results using 3T3 fibroblasts show that the scaffold sheets are bonded into a tissue construct via the extracellular matrix produced by the cells after 2 weeks of in vitro cell culture.