浅谈组织工程神经血管化研究进展.docx

第27卷第1期2006年1月武汉大学学报(医学版)Medical Journal of Wuhan University Vol.27No.1J an ,2006课题来源:国家自然科学基金(30471670)作者简介:刘阳,男,19782,医学硕士生,主要从事组织工程血管方面的研究通讯作者:谭最,男,19612,医学博士,主任医师,主要从事血管外科方面的研究组织工程血管支架研究进展刘　阳　谭　最武汉大学中南医院血管外科　武汉　430071摘要　组织工程血管支架是血管组织工程学中的一个重要组成部分。

过去20多年时间里,组织工程血管支架材料由简单的天然材料发展到高分子可降解材料和生物材料的复合物;设计和加工的方式由单纯的手工发展到潜力巨大的快速成型技术,取得了令人瞩目的成绩。

目前组织工程血管支架材料的性能还有待完善,设计加工方法还不够成熟,该领域今后的发展方向为支架材料的复合化和支架设计加工的产业化。

关键词　组织工程;血管支架;可降解材料;快速成型中图分类号　R318.11　文献标识码　A 文章编号　167128852(2006)0120124206Study of Scaffold on Tissue E ngineered Blood V esselL IU Yang ,TAN ZuiDe pt.of V ascul ar S ur gery ,Zhongnan Hos pit al of W uhan U ni versit y ,W uhan 430071,Chi naAbstractThe blood vessel scaffold is one of t he important part s of tissue engineered blood vessel.In t he past twenty years ,t he simple crude materials used in tissue engineered blood vessel had been substit uded by t he compounds of macro molecule synt hetic biodegradable polymers and biomateri 2als ;man 2made skill of t he design and manufact ure scaffolds had been substit uded by t he more po 2tential technique of rapid p rototyping (RP ).The performance of tissue engineered blood vessel scaffold is not satisfied and t he technique of t he design and manufact ure scaffolds is not perfect by now.The compo sition of t he materials and t he indust rialization of t he design and manufact ure is t he destination of developing tissue engineered blood vessel in t he f ut ure.K ey Words Tissue Engineering ;Blood Vessel Scaffold ;Degradable Polymers ;Rapid Proto 2typing1　介绍 组织工程学是20世纪80年代提出的一门新兴交叉学科。

组织工程在血管再生中的研究进展血管系统在维持人体正常生理功能中起着至关重要的作用，它负责输送氧气、营养物质，并带走代谢废物。

然而，由于各种疾病（如动脉粥样硬化、血管损伤等）导致的血管功能障碍和血管缺失，严重威胁着人类的健康。

传统的治疗方法，如血管移植和介入治疗，在某些情况下存在局限性。

因此，组织工程技术的出现为血管再生带来了新的希望。

组织工程是一门融合了生物学、工程学和医学的交叉学科，旨在构建具有生物活性和功能的组织替代物。

在血管再生领域，组织工程的核心目标是利用生物材料、细胞和生物活性因子，制造出能够替代或修复受损血管的功能性血管移植物。

一、生物材料在血管组织工程中的应用生物材料是血管组织工程的基础，其作用是为细胞提供生长和分化的支架。

理想的血管组织工程生物材料应具备良好的生物相容性、可降解性、适当的机械强度和孔隙结构。

天然生物材料，如胶原蛋白、纤维蛋白和壳聚糖等，由于其与人体组织的相似性，具有良好的生物相容性。

胶原蛋白是血管细胞外基质的主要成分之一，以其为基础的支架可以模拟天然血管的结构和功能。

纤维蛋白则具有良好的止血和促进细胞黏附的特性，常用于构建血管组织工程的临时支架。

合成生物材料，如聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸（PLA）及其共聚物（PLGA）等，具有可调控的机械性能和降解速率。

通过改变材料的组成和结构，可以定制满足不同需求的血管支架。

此外，还有一些新型的生物材料，如纳米材料和水凝胶等，也在血管组织工程中展现出了巨大的潜力。

纳米材料具有高比表面积和独特的物理化学性质，可以增强细胞与支架的相互作用。

水凝胶则能够模拟细胞外基质的湿润环境，为细胞提供良好的生存空间。

二、细胞在血管再生中的作用细胞是血管组织工程的关键组成部分，包括内皮细胞、平滑肌细胞和成纤维细胞等。

内皮细胞是血管内壁的主要细胞类型，负责维持血管的通透性和抗血栓形成。

在血管再生过程中，内皮细胞的快速覆盖对于防止血栓形成和血管狭窄至关重要。

组织工程在软组织修复中的研究进展软组织损伤和缺陷是临床上常见的问题，给患者带来了巨大的痛苦和生活不便。

传统的治疗方法如自体组织移植、异体组织移植和人工材料替代等存在着诸多局限性，如供体组织来源有限、免疫排斥反应、术后并发症等。

组织工程的出现为软组织修复带来了新的希望，其通过构建生物活性的组织替代物，有望实现受损组织的完美修复和再生。

一、组织工程的基本概念和原理组织工程是一门融合了生物学、工程学和医学的交叉学科，旨在利用细胞、生物材料和生物活性因子的协同作用，构建具有特定功能和结构的组织或器官。

其基本原理是从患者体内获取少量的细胞，在体外进行培养扩增，然后将这些细胞种植在具有良好生物相容性和生物可降解性的支架材料上，同时添加适量的生物活性因子，促进细胞的黏附、增殖和分化，最终形成具有特定功能的组织或器官。

二、软组织修复中常用的组织工程策略1、细胞治疗细胞是组织工程的核心要素之一。

在软组织修复中，常用的细胞类型包括成纤维细胞、间充质干细胞、脂肪干细胞等。

成纤维细胞是皮肤和结缔组织中的主要细胞类型，能够合成和分泌胶原蛋白等细胞外基质成分，促进组织的修复和再生。

间充质干细胞具有多向分化潜能，能够分化为成纤维细胞、脂肪细胞、软骨细胞等，在软组织修复中发挥着重要的作用。

脂肪干细胞来源丰富，易于获取和培养，也成为了软组织修复的理想细胞来源之一。

2、生物材料支架生物材料支架为细胞的生长和分化提供了三维空间和物理支持。

理想的生物材料支架应具有良好的生物相容性、生物可降解性、合适的孔隙结构和机械性能。

目前，用于软组织修复的生物材料支架主要包括天然材料（如胶原蛋白、明胶、壳聚糖等）和合成材料（如聚乳酸、聚乙醇酸、聚己内酯等）。

此外，一些新型的生物材料如纳米材料、水凝胶等也在软组织修复中展现出了良好的应用前景。

3、生物活性因子生物活性因子能够调节细胞的行为和功能，促进组织的修复和再生。

在软组织修复中，常用的生物活性因子包括生长因子（如表皮生长因子、成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子等）、细胞因子（如白细胞介素、肿瘤坏死因子等）和激素（如胰岛素、甲状腺素等）。

组织工程学的研究现状及进展
组织工程学是一门研究如何利用细胞、材料和生物技术等技术手段来构建和修复人体组织的学科。

它的发展始于20世纪80年代，经过几十年的研究和发展，已经取得了一些重要的进展和成果。

目前，组织工程学的研究现状主要包括以下几个方面：
1. 细胞种源和生物材料：研究人员正在探索不同种类的细胞种源，如干细胞、成体细胞和外源细胞等，并寻找合适的生物材料作为支架来支持和引导细胞生长和分化。

2. 细胞培养和生长条件：研究人员致力于优化细胞的培养和生长条件，包括培养基组分、生长因子的添加和物理条件的调控，以促进细胞的增殖和定向分化。

3. 组织结构的构建：研究人员通过三维打印、微织造和自组装等技术手段，构建具有特定结构和功能的人工组织。

近年来，通过纳米技术和生物打印等新技术的应用，已经能够构建出更加复杂和精确的组织结构。

4. 血管化和神经化：研究人员正在探索如何在构建的组织中实现血管化和神经化，以提供养分和氧气的供应以及神经信号的传导。

5. 生物材料的改良和仿生模拟：研究人员致力于改良和设计新型生物材料，在物理和化学性质上更接近人体组织，并通过仿生模拟的方法来研究组织和器官的功能和行为。

除了上述的研究方向之外，组织工程学还在伦理和法规、移植和临床应用等方面面临一些挑战和问题，需要继续深入研究和解决。

总的来说，组织工程学在人体组织修复和再生领域具有广阔的应用前景，但仍需要进一步的研究和发展来实现其在临床上的应用。