组织工程学概述讲课文档.pptVIP

组织工程学概述;（优选）组织工程学概述;二）.组织工程学定义：

运用工程科学和生命科学的原理及方法，从根本上认识正常和病理的哺乳动物组织和结构功能的关系，并研究生物学的替代物，以恢复、维持和改进组织的生物替代物的一门科学。;三）.组织工程基本原理;核心：构件由细胞和生物材料构成的三维复合体。

三要素：

种子细胞

生长因子

支架材料;组织工程的三要素;种子细胞——干细胞

支架：细胞立脚点的支撑体。人工细胞外基质称为细胞增殖和分化的“立脚点”，例如，立体海绵状骨胶原。

生长因子：让细胞增殖和分化的因子。要确保必须的细胞立脚点，必须让细胞的数量大幅增加。控制细胞分裂的是一种被称为“细胞增殖因子”的蛋白质。;一）.种子细胞;二.）支架;3）支架材料

材料：钙磷材料、多聚物（合成的和自然的）

要求：微孔结构、化学组成、可降解、力学性能

作用：

在结构上加强缺损部位的强度；

阻碍周围组织长入；

作为体外接种的细胞在体内扩增和增殖的支架；

利用与细胞整合素以及受体的相互作用，作为一种可溶的细胞功能调节因子；

作为细胞、生长因子和基因的生物载体。;三）.生长因子;3.组织工程研究方法;第十三页，共33页。;第十四页，共33页。;PLA支架（灰色）+间充质干细胞（绿色）激光共聚焦显微镜照片;;;4.组织工程相关生物材料;各种各样的可生物降解材料已用作组织支架，包括陶瓷和多聚物。

陶瓷主要用于骨组织工程，再次运用了羟基磷灰石多孔配方以承载来源于骨膜或骨髓的骨祖细胞。

多聚物支架的典型形式：纤维网、多孔海绵或泡沫、或是水合凝胶。在纤维网和泡沫中更常使用的多聚物包括线形聚酯，例如，聚乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）和聚已内酯（PCL）；聚乙二醇（PEG）以及天然聚合物如胶原和透明质酸。;5.组织工程化皮肤及骨的应用及展望

;皮肤的解剖生理学;组织工程皮肤;组织工程皮肤的临床应用;1.)表皮替代物和支持基质;2.)真皮替代物和支架材料;3.)复合人工皮肤:

既含有表皮层又含有真皮层的组织工程化皮肤;.组织工程皮肤展望;二）骨组织工程;1）种子细胞

来源：皮质骨、松质骨、骨膜、骨髓、骨外组织以及胚胎干细胞。

皮质骨、松质骨、骨膜来源的成骨细胞能表达成骨细胞表型且骨膜中含有较多的骨原细胞,而骨原细胞具有分化潜能，可以分化为成骨细胞。但它们的成骨细胞存在较多的缺陷,如取材困难、来源有限、扩增能力有限及免疫排斥等。

胚胎干细胞具有分化为三个胚层的能力，体外培养后可分化为肠上皮细胞(内胚层)、软骨、骨、平滑肌、横纹肌(中胚层)及神经细胞(外胚层)等,可以大量扩增和定向诱导为具体干细胞，但是存在免疫排斥较强的缺陷。;2）细胞种植基质

作用：

种子细胞提供了粘附、增殖、分化的空间结构和生长模板

引导组织再生,控制组织或器官的性状。

分类方法：

以形态分：纤维状、海绵状、凝胶状等；

以来源分：天然生物材料和人工合成生物材料。

天然生物材料主要有胶原、脱钙骨基质及经物理化学高温处理的动物骨、纤维蛋白、硫酸软骨素、壳聚糖、藻酸盐几丁质等。

人工合成生物材料可以分为人工合成无机材料和人工合成可降解有机高分子材料。;理想的支架材料具有的特征：

三维多孔的连接网络，有利于细胞生长、养分传输和代谢产物的排放；

生物相容性和可降解性好，降解速度和吸收速度可以调控，以适应细胞或组织在体内体外的生长；

化学表面适合细胞的粘附、增殖和分化；

机械性能与所植入组织的要求相匹配。

仿生学材料就是近年发展的趋势，RGD序列或基因与支架整合后可提高细胞的粘附与增生。;3）生长因子

作用：

具有诱导和刺激细胞增殖，维持细胞存活等生物效应的蛋白类物质；

促进细胞增殖，组织或血管的修复和再生。

在骨创伤早期，生长因子主要启动成骨细胞活性，促进成骨，后期作用逐渐减弱，但也参与骨的生长调节。

髓基质中含有多种生长因子：骨形态发生蛋白(BMP)、转化生长因子β、酸性成纤维生长因子、类胰岛素生长因子Ⅰ和Ⅱ、血管内皮细胞生长因子、肿瘤坏死因子和白细胞介素-1等。;谢谢大家！