聚乳酸-聚乙醇酸共聚物复合心肌样细胞体外构建工程化心肌组织
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细胞工程的狭义概念主要是细胞工程是生物学、材料科学和工程学等多个学科的交叉领域,旨在利用细胞的特性和功能进行组织和器官的修复、重建和再生。
狭义上的细胞工程主要涉及体外培养和控制细胞行为、细胞的多向分化、生物材料的设计和构建等方面。
细胞工程的狭义概念主要包括以下几个方面:1. 细胞培养和控制:细胞工程的核心是体外培养和控制细胞行为。
通过提供适当的培养基和环境条件,可以让细胞在体外维持其生存和增殖的能力。
同时,通过控制培养条件如温度、氧气浓度、营养物质的供应等,可以调控细胞的生长、分化和功能。
2. 细胞多向分化和定向:细胞工程旨在通过控制细胞的分化过程,使其朝着特定细胞系的方向发展,并表达特定的功能。
通过添加特定的生长因子、信号分子或通过基因转导等方式,可以诱导细胞朝特定细胞类型分化,如心肌细胞、神经元等。
3. 生物材料的设计和构建:细胞工程需要使用生物材料作为细胞的支架,为细胞提供合适的生长环境和支持。
生物材料可以是天然的或人工合成的,如胶原蛋白、聚乳酸等。
通过控制材料表面的形貌、化学成分、生物活性物质的添加等,可以调控细胞的黏附、增殖和分化。
4. 三维组织工程:细胞工程还涉及到构建三维的组织结构,以更好地模拟人体组织的结构和功能。
通过将细胞和生物材料进行合理的组织和形状设计,可以构建出类似器官或组织的结构。
这种具有三维结构的细胞和生物材料复合体可以用于组织修复、重建和再生。
5. 细胞移植和治疗:细胞工程还应用在细胞移植和治疗领域。
细胞工程可以将经过处理和修饰的细胞移植到人体受损的组织或器官中,以促进组织的修复和再生。
例如,通过将干细胞注射到受损的心肌中,可以刺激心肌细胞的再生和修复,从而改善心脏功能。
细胞工程的狭义概念主要涉及到对细胞行为的控制和多向分化、生物材料的设计和构建、三维组织工程和细胞移植等方面。
这些方面的研究和应用有助于解决组织和器官的损伤、疾病以及器官移植等医学挑战,为人类的健康和生活质量提供有益的解决方案。
骨组织工程骨组织工程本质上说,就是用一个有利于细胞黏附和保持其功能的支架,在特定的骨诱导因子作用下,与富含骨始祖细胞共同作用。
但是,到今天,能够血管化,具有一定力学强度的能促进骨传导和骨诱导的构造物也仅仅只是理论上的证明。
对细胞功能,细胞外基质形成的了解对我们制备有利于细胞吸附,保持细胞功能的支架是非常重要的。
随着人口老年化问题的突出,一些由疾病或者外伤引起的组织缺损极大的降低了人民的生活质量,在临床上,人工关节的置换在治疗风湿性关节炎,骨关节炎以及骨质疏松症方面取得不错的效果,也极大的提高病人的生活质量,但是由于侵蚀作用,力学性质的改变等也会导致非常严重的后果。
临床上也期望能发展一种能促进骨组织在生的新的治疗方法,即通过骨组织工程来制备一种“活的”,能与周围正常组织相互作用的修补物。
一般用来产生新组织的方法,是通过合适的三维支架在生物反应器内,让从活体组织中取得细胞进行增殖。
一般生物反应器可以通过一个半透膜来进行气体交换,通过旋转来获得微重力环境以及构建组织生长微环境。
另外的一种方法就是将没有接种上细胞的支架放到体内,让周围的细胞向其扩散生长或者在植入几天后将细胞注射到支架上,即将人体作为一种天然的生物反应器。
一般来说,对于骨组织工程来说,一般可以分为六个阶段,1,制造可吸收的支架。
2,在静态的环境下,将成骨细胞或者软骨细胞接种到支架上面。
3,在动态的环境中培养改组织。
4,将成熟的组织在接近生理条件下进行培养,生物反应器。
5,进行手术移植。
6,对移植后的组织工程支架进行观察,是否被肌体同化或者需要重新建立。
临床需求骨折的治疗一直是社会经济学关心的问题,在英国每年在这个方面的发费达9亿英镑,并且随着老年化问题的不断突出,费用在逐步增加。
每年在英国有150,000例由于骨质疏松导致的骨折。
特别是股骨头骨折具有更高的致残率和死亡率,一般来说不到一半的病人在手术后能回家生活。
30%到50%的臀部骨折患者需要再次进行手术效正,同时有很大部分的别人需要进行骨修补。
骨组织工程研究的新进展:修复骨缺损的完美技术李凯【摘要】骨组织工程自20世纪80年代诞生以来,取得了飞速的发展,为临床上骨缺损的治疗带来新的希望.纵观骨组织工程研究的二十多年里,其构成的三大要素:种子细胞方面、支架材料方面和组织构建方面都取得了一定的进展.但是距离组织工程骨在临床中正式使用尚有一定距离,有待进一步的研究.本文就目前骨组织工程研究的现状及最新进展作一综述.%Bone tissue engineering has developed rapidly since the 1980s and brought new hope for the treatment of bone defects. Throughout twenty years, the three major elements of bone tissue engineering: seed cells, scaffolds and organizations to build have made great progress. However, there is still certain distance for tissue engineered bone to be used officially in clinic. In this paper, the current status of bone tissue engineering research and the latest developments are reviewed.【期刊名称】《中国医药导报》【年(卷),期】2012(009)018【总页数】3页(P15-17)【关键词】骨组织工程;骨缺损;研究进展【作者】李凯【作者单位】哈尔滨医科大学附属第三医院骨科,黑龙江哈尔滨150081【正文语种】中文【中图分类】R681.2临床上由于各种原因导致的骨缺损很常见,然而修复骨缺损的惟一方法是通过骨移植来实现。
合成生物学在生物材料科学中的应用及展望陈飞;钟超;孙飞;于寅【摘要】生物材料的发展最早以生物惰性的工业材料为主,而后过渡到具有生物活性的材料,再发展为具备与生物体有可控生物反应的材料.未来,随着老龄化时代的来临以及精准医学的需求,生物材料的发展必然朝着动态可调控、高效多功能及仿生交互的方向发展.合成生物学以基因回路设计为核心,采用标准化元件在人造生物器件中实现可控的复杂功能,极大地推动了生命科学的发展.简要回顾了生物材料的发展,重点介绍了合成生物学在组织工程支架、可控药物输送体系、生物杂化材料及工程活体材料方面的应用,并讨论了未来合成生物学将如何更深远地影响生物材料的发展以及合成生物学在生物材料应用方面需要克服的一些挑战.【期刊名称】《生物产业技术》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】8页(P5-12)【关键词】生物材料;合成生物学;基因回路;动态自适应【作者】陈飞;钟超;孙飞;于寅【作者单位】中国科学院深圳先进技术研究院,合成生物学研究所定量合成生物学研究中心,深圳 518055;上海科技大学物质科学与技术学院,上海 201210;香港科技大学化学与生物工程学院,香港 999077;中国科学院深圳先进技术研究院,合成生物学研究所定量合成生物学研究中心,深圳 518055【正文语种】中文生物材料是指以医学应用为目的,与生物体系有相互作用的非活体材料。
生物材料的发展与细胞分子生物学、化学、材料科学、工程技术的发展密切相关。
其概念最早于20世纪50年代提出,目前已经历了几代的更迭与发展。
第一代生物材料是以满足功能性要求为目的,同时不引起明显宿主反应的一类材料。
这一代生物材料不是以特定医学用途为目的,而是以易获取的工业材料为主。
由于这类材料一般不引起强烈的宿主反应,也常称为生物惰性材料(bioinert materials)。
最为熟知的例子包括硅弹性体,至今仍广泛应用于人造血管、人造器官及防噪音耳塞等领域[1]。