組織工程概念提出到現(xiàn)在已有20 余年,組織工程研究和產(chǎn)業(yè)化取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。隨著研究的不斷深入,理論和技術(shù)上遇到的各種問題尚待解答,使得各國需重新思考未來組織工程究竟應(yīng)該如何發(fā)展。因此,本文回顧國內(nèi)外組織工程研究和產(chǎn)業(yè)化取得的一些進(jìn)展,分析組織工程發(fā)展中面臨的問題。根據(jù)我國的實(shí)際情況并結(jié)合國外,特別是美國對發(fā)展組織工程的戰(zhàn)略變化,對我國未來組織工程發(fā)展提出一些具體建議。
目的 綜述生物材料和再生醫(yī)學(xué)的研究與進(jìn)展情況。 方法 廣泛查閱近年有關(guān)生物材料及再生醫(yī)學(xué)的文獻(xiàn),總結(jié)生物材料的發(fā)展歷程,分析其發(fā)展方向。結(jié)果 生物材料經(jīng)歷了從第一、二代到第三代的發(fā)展過程。再生醫(yī)學(xué)是利用人類的自然治愈能力,使受到巨大創(chuàng)傷的機(jī)體組織或器官獲得自己再生能力為目的的醫(yī)學(xué),主要包括干細(xì)胞與克隆技術(shù)、組織工程、組織器官代用品、異種器官移植。 結(jié)論 第三代生物材料具有生物活性和降解兩種性能,在植入體內(nèi)后可促進(jìn)機(jī)體的再生能力,從而達(dá)到治療效果。組織工程學(xué)提出了復(fù)制“組織”、“器官”的思想,為再生醫(yī)學(xué)的崛起開辟了道路。
目的 分析醫(yī)用海藻酸基生物材料的研究現(xiàn)況,重點(diǎn)介紹其在臨床領(lǐng)域的應(yīng)用策略及研究進(jìn)展,并討論該材料在臨床應(yīng)用中需關(guān)注的重點(diǎn)問題。 方法 基于對國內(nèi)外醫(yī)用海藻酸基生物材料研究的廣泛調(diào)研,并對國內(nèi)外相關(guān)專利、文獻(xiàn)、醫(yī)藥制品進(jìn)行檢索,綜合分析其研發(fā)、應(yīng)用現(xiàn)況,提出應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的幾個(gè)研究方向。 結(jié)果 醫(yī)用海藻酸基生物材料已在臨床廣泛應(yīng)用,知識產(chǎn)權(quán)方面也有多項(xiàng)專利,但集中于創(chuàng)傷敷料和齒科印模領(lǐng)域。心衰治療、栓塞術(shù)、組織工程和干細(xì)胞培養(yǎng)作為較新的研究點(diǎn)有望成為該領(lǐng)域的發(fā)展新方向。 結(jié)論 醫(yī)用海藻酸基生物材料新產(chǎn)品的開發(fā)具有良好的臨床可行性和必要性,但作為新策略、新產(chǎn)品尚需進(jìn)行大量的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
目的 探討采用超濾離心法減少重組人脫細(xì)胞真皮基質(zhì)(recombination human acellular dermal matrix,rhADM)樣品浸提液對ELISA 方法檢測牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)殘留量的基質(zhì)效應(yīng)。 方 法 清洗rhADM 后,制備rhADM 生理鹽水浸提液。取超濾離心管若干,分別加入1 mg/mL BSA 溶液(預(yù)飽和方式1,記作PR1)、10 μg/mL BSA 溶液(預(yù)飽和方式2,記作PR2)和rhADM 浸提液2 mL(記作rhADM1 和rhADM2),1 500 × g 離心20 min,重復(fù)操作3 次后取出離心管內(nèi)管,放入未使用的15 mL 離心管中,在PR1 和PR2 管中加入10 μg/mL BSA 溶液4 mL,rhADM 管中加入rhADM 浸提液4 mL,同上法離心后,收集濾液。用ELISA 法測定BSA 含量。計(jì)算不同預(yù)飽和方式下10 μg/mL BSA 溶液的BSA 回收率(以未經(jīng)處理的10 μg/mL BSA 溶液作為基礎(chǔ)樣品,分別記作R10 和R20);計(jì)算濾液稀釋倍數(shù)的對數(shù)與測定吸光度(A)值的相關(guān)系數(shù),并與未經(jīng)超濾離心處理的浸提液檢測結(jié)果進(jìn)行比較。 結(jié)果 采用預(yù)飽和方式1 處理后,PR1 BSA 濃度為(23.80 ± 1.58)μg/mL,R10 為(9.04 ± 0.24)μg/mL,BSA 回收率為263.4% ±16.9%。采用預(yù)飽和方式2 處理后,PR2 BSA 濃度為(8.64 ± 0.24)μg/mL,R20 為(8.12 ± 1.01) μg/ mL,BSA 的回收率為106.5% ± 3.0%。預(yù)飽和方式2 的回收率符合檢測要求。不同預(yù)飽和方式下BSA 回收率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P lt; 0.01)。經(jīng)超濾離心處理后,濾液稀釋倍數(shù)的對數(shù)與A 值之間的相關(guān)性明顯提高,相關(guān)系數(shù)由 — 0.727 提高至 — 0.960。超濾處理后的相關(guān)系數(shù)符合檢測要求。 結(jié)論 超濾離心處理可以有效減少rhADM 樣品浸提液的基質(zhì)效應(yīng)對BSA 殘留量檢測的影響;樣品浸提液自身對超濾離心管的預(yù)飽和處理,可得到較為理想的BSA 回收率。
目的總結(jié)生物源組織工程支架材料的研究進(jìn)展,結(jié)合臨床應(yīng)用及產(chǎn)品研發(fā)現(xiàn)況討論該行業(yè)的發(fā)展瓶頸及應(yīng)對策略。 方法基于對生物源組織工程支架材料研究和應(yīng)用的廣泛調(diào)研,綜合分析其研發(fā)、應(yīng)用現(xiàn)況,對該領(lǐng)域的研究、產(chǎn)品開發(fā)等現(xiàn)況進(jìn)行剖析。 結(jié)果生物衍生材料、脫細(xì)胞基質(zhì)以及細(xì)胞外基質(zhì)等生物源組織工程支架材料在研究、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化、臨床應(yīng)用和監(jiān)管等領(lǐng)域均已取得長足進(jìn)步,新方向、新產(chǎn)品、新技術(shù)仍在不斷涌現(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步以及生命科學(xué)理論的不斷完善,生物源組織工程支架材料的新方向、新重點(diǎn)仍需進(jìn)行不斷調(diào)整以滿足臨床需求。 結(jié)論從產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化可行性而言,脫細(xì)胞支架和細(xì)胞外基質(zhì)最有望成為該領(lǐng)域研究和產(chǎn)品開發(fā)的新增長點(diǎn)。
目的 探討人表皮細(xì)胞與聚碳酸脂膜構(gòu)建組織工程表皮模型的方法,建立可用于皮膚刺激試驗(yàn)的組織工程表皮模型。 方法 應(yīng)用組織工程方法,以聚碳酸脂膜為支架,以人皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞為細(xì)胞來源,構(gòu)建組織工程表皮模型。氣液面培養(yǎng)13 d,通過HE 染色、角蛋白10(keratin 10,K10)和K13 抗體、K14 抗體、層粘連蛋白抗體、角化細(xì)胞交聯(lián)外膜蛋白抗體、中間絲相關(guān)蛋白抗體免疫熒光染色、透射電鏡觀察組織工程表皮模型組織結(jié)構(gòu)。采用快速滲透試驗(yàn)方法,SDS 分別作用于培養(yǎng)基中添加脂質(zhì)物(實(shí)驗(yàn)組)和未添加脂質(zhì)物(對照組)的組織工程表皮模型18 h,測定組織活性減小50% 所需化學(xué)物質(zhì)的濃度(half maximal inhibitory concentration of a substance,IC50)值。 結(jié)果 HE 染色、免疫熒光染色及透射電鏡觀察顯示,構(gòu)建的組織工程表皮模型分化良好,具有與正常表皮相似的結(jié)構(gòu):基底膜、棘層、顆粒層和角化層。實(shí)驗(yàn)組和對照組組織工程表皮模型的IC50 值分別為0.183%(6.00 mmol/L)和0.072%(2.36 mmol/L)。 結(jié) 論 在聚碳酸酯膜上構(gòu)建的組織工程表皮模型具有與正常表皮相似的組織結(jié)構(gòu),并且具有一定的屏障功能。
為了解決當(dāng)前納米銀抗菌凝膠體外細(xì)胞毒性大、用光引發(fā)法制備納米銀時(shí)其顆粒尺寸和尺寸分布范圍大的問題,本研究采用了物理交聯(lián)法制備殼聚糖凝膠,由于采用泊洛沙姆作為制備納米銀的分散劑,制備出生物相容性更好且抗菌效果良好的納米銀抗菌凝膠。本研究加入泊洛沙姆作為納米銀分散劑以光引發(fā)法制備納米銀,并對制備的納米銀混合液與烘干后顆粒分別進(jìn)行紫外可見吸收光譜實(shí)驗(yàn)和掃描電鏡(SEM)實(shí)驗(yàn)。研究采用以碳酸氫鈉對凝膠pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法形成凝膠,并對其進(jìn)行pH值測試、凝膠斷面的SEM測試、溶脹率測試、黏度測試、抑菌圈實(shí)驗(yàn)以及體外細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)。測試結(jié)果顯示,當(dāng)以超純水為溶劑時(shí),以泊洛沙姆為分散劑所制備出的納米銀的最大吸收波長為414 nm,平均粒徑約為60 nm,相比于以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為分散劑或以蒸餾水為溶劑時(shí)所制備出的納米銀具有更小的粒徑以及更窄的粒徑分布。所制備出的凝膠的pH值介于5.8~6.1之間,呈弱酸性。干燥后的凝膠斷面具有較多孔洞,凝膠的吸水性良好,且黏度適宜,易于涂布于紗布上。此外,所制備出的凝膠在24、18、12 μg/mL的納米銀濃度下具有較好的抑制大腸桿菌與金黃色葡萄球菌的能力,且在納米銀濃度為24 μg/mL以下時(shí)均具有良好的生物相容性?;谝陨咸匦?,該納米銀抗菌凝膠有望應(yīng)用于燒創(chuàng)傷口的治療。