细胞工程6课件.pptVIP

第10章 组织工程 缺损组织器官的修复方法： 自体移植 缺点：牺牲患者正常器官组织，独一无二的器官无法移植。 异体移植：同种异体和异种移植。 缺点：免疫排斥反应，成功率低；异体器官来源有限；病毒传播。 组织代用品：（如硅胶，胶原） 缺点：与人体相容性差（生物与非生物）；不能长久使用； 易引起周围组织器官的感染。 组织工程：是利用生命科学、医学、工程学的原理与技术，利用细胞、生物材料、细胞因子实现组织修复或再生的一门技术。 基本原理和方法：将体外培养的正常组织细胞，吸附于一种生物相容性良好的生物材料上形成复合物，将复合物植入机体组织、器官的病损病分，细胞在生物材料逐渐被机体降解吸收的过程中形成新的在形态和功能方面与相应器官、组织相一致的组织。 组织工程的核心：建立细胞与生物材料的三维复合体 第一节 组织工程基本要素 1 种子细胞 种子细胞：是组织修复或再生的细胞材料，包括干细胞和组织来源的体细胞。 细胞来源：自体和异体。 种子细胞要求： 采用非侵袭手段或微创手段即可获得的组织； 细胞分裂增殖能力强； 无或仅有极微弱的免疫排斥反应； 能连续传代，传代后不发生形态、功能及遗传物质的改变。 种子细胞的培养 载体等技术用于细胞的快速增殖 干细胞工程 采用各种生长因子和端粒酶调节与延缓细胞的老化 采用各种方法（包括自身转化、化学、物理、病毒等方法）诱导细胞发生转化，使其倍增时间减少。 2 支架材料 支架材料：是指替代细胞为基质使用的生物医学材料。 生物材料应具有以下特点： 生物相容性好 有可塑性 表面化学特性和表面微结构利于细胞的粘附和生长 有可吸收性 降解速率可根据不同细胞的组织再生速率而进行调节 组织工程支架材料 骨组织工程支架材料 神经组织工程支架材料 血管组织工程支架材料 肌腱组织工程支架材料 皮肤组织工程支架材料 角膜组织工程支架材料 肝、胰、肾、泌尿系统组织工程支架材料 骨组织工程支架材料 必须具备以下两个功能 1 有一定机械强度以支撑组织的高强度材料，以保证材料植 入人体后，有支撑体的重量，不改变骨骼形状。 2 有一定生物活性可诱导细胞生长、分化，并可被人体降解 吸收。 分为两类，即生物降解和非生物降解型 1 高聚物，金属材料（不锈钢，钴基合金，钛合金），生物 惰性陶瓷（氧化铝，氧化锌），生物活性陶瓷等 2 纤维蛋白凝胶、胶原凝胶、聚乳酸、聚醇酸及其共聚体、 聚乳酸和聚羟基酸类、琼脂糖和透明质酸等多糖类。 3 细胞因子 体外培养细胞与体内细胞的环境差异。 细胞体外增殖与分化的细胞因子： 物理因子：流体切应力、张应力、压应力和扭力。 细胞生长因子：转移生长因子、表皮生长因子、神经 生长因子、肝细胞生长因子等。 细胞外基质：胶原、纤连蛋白、层粘连蛋白等。 展望与挑战 第二节 器官培养 1 器官培养：从供体取得器官或器官组织块后，不进行组织分离，直接在体外的适宜环境条件下培养使其存活或生长。 2 器官培养的特征： 体外存活时间较长，功能正常，器官内的细胞有正常的代谢和增殖能力； 培养物为一完整器官或具有完整功能的某一器官的一部分； 器官培养不能从一个变成多个。 3 器官培养的原则： 提供充足的营养和氧气，并及时排除代谢废物； 抑制细胞从植块向外迁移； ⑴ 在经典的组织培养技术中，由于细胞常常从培养物中向外 迁移，因此培养物很快便失去了它们的组织分化特性； ⑵ 器官培养法采用把组织放置在细胞难以粘附的表面上，减 少支持物与组织的接触面积，以及把组织包埋于琼脂中等 方法，大大减少了细胞迁移现象； ⑶ 胚胎器官的细胞生长旺盛，迁移能力强；成体器官的细胞 迁移能力弱。 4 器官培养的方法 表玻璃器官培养法 琼脂凝胶培养法 擦镜纸培养法 金属格栅器官培养法 琼脂小岛器官培养法 灌流式器官培养方法 * * 图一：一名7岁男孩因车祸造成颅骨6×6厘米缺损 图二：采用组织工程技术构建的颅骨移植修复，经4个月随访，这块占颅骨总面积达1／6的组织工程化颅骨在人体内稳定存在，生长良好。