軟骨組織工程姓名：王全霞

學號：092408120內容摘要：

軟骨組織工程

軟骨組織工程的研究內容

中藥在軟骨組織構建構成中的作用參考文獻軟骨組織工程

軟骨組織工程是在體外培養、擴增軟骨種子細胞,并以較高密度將其種植于具有良好生物相容性和降解性的支架材料上,在多種調節因素的作用下經過一定周期形成組織工程化軟骨。組織工程軟骨的構建需要具備三個主要條件:足夠數量、功能正常的種子細胞;合適的細胞支架;調節細胞增殖、保持細胞表型特征的細胞因子。控制其環境因素可以調控軟骨細胞定向分化產生出所需細胞。組織工程軟骨移植的技術經歷了以下三代發展：

第一代：缺損處修整，骨膜切取，縫合骨膜至缺損處，不透水性測試，纖維蛋白膠封閉，軟骨細胞植入。

第二代：膠原蛋白膜縫合至修整好的缺損處，將細胞懸液注入膜下。第三代：將接種有軟骨細胞的生物材料修剪至與缺損處大小匹配，直接植入，無須骨膜覆蓋或縫合。結合支架的自體軟骨細胞移植技術使用的是膠原膜，透明質酸，膠原蛋白凝膠。

軟骨細胞工程的研究內容：種子細胞支架材料生物因子種子細胞的選擇：

種子細胞的選擇是組織工程化軟骨的重點內容,理想的軟骨組織工程種子細胞應該具備以下幾個特點:①易取材,且對機體損傷小;②具有較強的增值能力，易分化為目的細胞；③對于相應的支架材料,黏附能力強;④能夠耐受環境的變遷,適應不同應力條件。我們的研究工作主要涉及同體軟骨細胞、同種異體軟骨細胞、胚胎源性細胞和間充質干細胞（mesenchymalstemcells,MSCs)等種子細胞。1.自體軟骨細胞是目前最好的軟骨組織工程細胞來源,其最大的優點就是可以避免免疫排斥反應,但自體軟骨細胞的來源有限且屬于損傷取材，在體外單層培養時增殖能力較低,經過傳代培養易發生去分化，因此限制了它的應用。

2.同種異體軟骨細胞作為種子細胞已在具有免疫力的動物體內成功獲得了同種異體的組織工程化軟骨,而且并未發現明顯的免疫排斥反應。并且可在受體內長期生長并保持分泌基質的功能，又來源廣泛、取材容易、易于大量培養等優勢,因而應用前景比較廣闊。

3.胚胎軟骨細胞的優點是免疫原性小、細胞生長活躍、增殖較快。以往研究表明：胚胎來源的軟骨細胞比成年人的軟骨細胞有更強的增殖能力且引起的排斥反應要微弱得多，它是構建異體軟骨組織工程較好的種子來源。

圖1：支架與軟骨細胞培養，細胞吸附在支架纖維表面，細胞分泌的基質呈偽足樣纏繞在支架纖維表面(掃描電鏡，×700)支架材料的要求：

細胞骨架是軟骨組織工程的關鍵因素之一，理想的支架應具有以下幾個特點：良好的生物相容性，無毒、不致畸，有利于細胞的粘附、增殖。適宜的生物降解性、基質材料降解率應與組織細胞生長率相適應，降解時間應能根據植物生長特征做有效調控。有效的表面活性，有利于細胞黏附，并為細胞在其表面生長、繁殖和分泌基質提供良好的微環境。能激活細胞特異性基因表達，維持正常細胞的表型表達。一定的可塑性，便于成型加工，并有一定的機械強度。具有三維多孔結構：基質材料具有多空性和高孔隙率，有利于細胞的黏附和長入，又有利于營養物質的深入和代謝產物的排除。

由圖可以看出：支架復合材料橫截面內為三維網狀、連通、微孔結構，纖維隨機分布、微孔分布比較均勻。微孔尺寸在200～400μm。這些特性能為組織細胞的生長、繁殖提供適宜的營養輸送條件、空間條件、代謝交換條件有利于骨和軟骨組織發揮特定生理功能。支架材料的分類：1.根據支架空間結構的不同，可分為二維支架和三維支架。2.按其應用形態可分為：凝膠類、微球類、海綿類及人工高分子聚合物支架材料。3.支架根據生物材料的差異，可分為天然生物材料、人工合成高分子材料和復合材料。圖2

：1998～2007年不同類別的組織工程支架相應研究

文獻量變化情況

天然生物材料：主要包括膠原、明膠、纖維蛋白、殼聚糖、瓊脂、糖胺多糖(如：透明質酸、硫酸軟骨素等)、蠶絲蛋白、幾丁質、松質骨骨基質、脫細胞基質等，天然生物支架材料來源于生物體本身,具有組織相容性較好,毒性較小,易降解,且降解產物易被人體吸收而不產生炎癥反應等優點，所以在組織工程中作為細胞培養的支架材料具有人工合成材料所不可比擬的優勢。

人工合成高分子材料：包括有機合成材料和無機合成材料。無機材料以羥基磷灰石、磷酸三鈣為代表，有機材料以聚乳酸、聚羥基乙酸、聚己內酯、聚環氧乙烯、聚烯醇、聚氧化乙烯等高分子聚合物為主。人工合成材料不受來源的限制,容易加工成形,可根據需要調整物理、化學、生物力學和降解性能。生長因子和其他一些藥物刺激因子可以涂于支架上面以刺激細胞進行增殖和分化。但在應用中發現了不少缺點：如其親水性不夠、對細胞的粘附性較弱,降解產物偏酸性可引起炎癥反應等,并且有一定的免疫原性。welcometousethesePowerPointtemplates,NewContentdesign,10yearsexperience生長因子生長因子由造血系統、免疫系統或炎癥反應中活化細胞產生，是激活型多功能多肽、蛋白質或糖蛋白，能促進細胞分化增殖和誘導細胞發揮功能從種子細胞到軟骨細胞的分化過程類似胚胎發育中關節軟骨形成的重現，需要很多細胞因子的共同刺激，而損傷區域以外的正常關節軟骨中細胞代謝的維持也需要這些因子的參與。與關節軟骨修復有關的生長因子主要包括：轉化生長因子β、成纖維生長因子、胰島素樣生長因子、骨行態發生蛋白以及近年發現的軟骨源性形態發生蛋白等。轉化生長因子β(Transf0rminggrowthfactor．β，TGF—p)是一種細胞生長和細胞外基質合成的多功能調節器，它可以促進軟骨細胞增殖，增加蛋白多糖和Ⅱ型膠原合成。在細胞基質降解中抵抗分解代謝，抑制基質金屬蛋白酶(Matrixmetallopr0teinaseMMP)的表達，是目前基因強化軟骨組織工程首選的誘導因子。各類因子與其所在基因目前對于細胞因子的研究多處于實驗階段，在臨床應用方面未見成功的報道。外源性細胞因子來源有限、價格昂貴、半衰期短也是制約臨床應用的重要因素之一。另外細胞因子在體內應用時對其他組織產生分化、代謝和致突變作用，臨床應用的安全性有待提高。中藥在軟骨組織構建構成中的作用:1.透骨消痛顆?？烧T導骨髓間充質干細胞向軟骨細胞分化；2.淫羊藿提取物對體外軟骨器官生長的促進；3.巴戟天多糖及其水提取物可增強成骨細胞活性；4.健骨顆粒含藥血清有助于腫瘤壞死因子α誘導大鼠成骨細胞凋亡；5.復方接骨中藥對骨髓間充質干細胞體外增殖及向骨細胞分化的影響；6.中藥骨康對成骨細胞分泌胰島素樣生長因子1的影響；7.葛根素對胎鼠骺板Ⅰ型膠原蛋白表達的影響；參考文獻：1.李成王偉軟骨組織工程中相關生長因子理論研究的最新資訊中國組織工程研究與臨床康復2010,07第14卷第28期2.張文林劉丹平軟骨組織工程載體材料的研究進展中國組織工程研究與臨床康復2009,03第13卷第12期3.曹峻嶺付強組織工程化軟骨的構建及應用西安交通大學學報（醫學版）2008,04第29卷第4期4.袁小洪安榮澤王兆杰賈婀娜轉化生長因子在軟骨組織工程中的研究進展健康研究2009,06第29卷第3期5.劉耀升郭鼎峰軟骨組織工程研究中的刺激因子中國組織工程研究與臨床康復2009,04第13卷第15期6.姜疆孫揚軟骨組織工程