国内外及北京市组织工程研究进展.ppt

国内外及北京市组织工程研究进展伴随医学科学的发展，器官移植技术已经较为广泛地应用于临床，但至今器官移植仍存在一些问题，其中最严重的是器官和组织短缺，供体不足。组 织工程的诞生与发展为人类再造各种人体组织和器官、解决棘手的器官移植供体短缺问题带来了希望。同时推动了医学科学的发展。国内外及北京市组织工程研究进展伴随医 学科学的发展，器官移植技术已经较为广泛地应用于临床，但至今器官移植仍存在一些问题，其中最严重的是器官和组织短缺，供体不足。组织工程的诞生与发展为人类再造各种人体 组织和器官、解决棘手的器官移植供体短缺问题带来了希望。同时推动了医学科学的发展。1组织工程概况组织工程概念是1987年美国国家科学基金会正式提出的，组织 工程是应用工程科学和生命科学的原理，开发用于恢复、维持及提高受损伤组织和器官功能的生物学替代物的科学。组织工程作为一门多学科交叉的新兴边缘学科，它融合了细胞生物 学、工程科学、材料科学和外科学等知识。组织工程的研究内容包括：种子细胞的性质；细胞外基质替代物(生物材料支架)的性质及选取；种子细胞和细胞外支架材料的相互作用； 认识哺乳动物正常和病态组织或器官结构和功能关系，以研究工程组织对机体内各种病损组织的替代。组织工程的提出和建立虽然只有10多年的时间，但已在国际上得到迅猛发 展。在美国,组织工程研究开展最早，进展较快。在80年代，美国首先由国家科学基金会组织资助建立了一系列组织工程实验室。1995年筹建了组织工程学会，并出版了正式刊 物《TissueEngineering》。美国集中了相当数量的研究机构（包括NASA，DOE，NIH）、大学（包括MIT，HMS，GIT，UCSD等）、公司（如 Sandoz，Organogenesis，AdvancedTissue等）。在美国，目前已经形成价值60亿美元的组织工程产业，并以每年25%的速度递增。培育的骨 骼、软骨、血管、皮肤以及神经组织正在进行体内实验。再造的肝脏、胰脏、乳房、心脏、手指、角膜等正在实验室里生长成形。德国、日本、加拿大、奥地利、瑞士和英国等也开展 了与组织工程相关的研究工作，据估计全球组织工程及其技术衍生产品则约有1000亿美元的潜在市场可供开拓。2组织工程必威体育精装版研究进展2-1种子细胞的研究进展 为支架材料提供生命源泉、并能形成组织的功能细胞称为种子细胞。依据其来源可分为自体、同种异体和异种细胞。自体细胞可由活检或穿刺所得到的组织进行分离培养，获得所需要 的功能细胞，同种异体细胞主要来自胚胎、新生儿和成体组织，异种细胞主要来自于猪、牛等动物。其中干细胞研究最为突出。成体干细胞的可塑性是在20世纪90年代后期才 被认识到。现在已经知道，不仅骨髓组织中存在的间质干细胞（MSCs）在一定条件下，可向成骨细胞、软骨细胞、成肌细胞、脂肪细胞、成纤维细胞等分化，而且在其他组织如皮 肤、肝、神经等也存在干细胞，这些干细胞还存在相互转化的现象。研究发现，接种在小鼠体内的造血干细胞可培养出肝细胞，将神经干细胞接种在致死剂量照射过的小鼠体内，可在 小鼠血液中发现来源于神经干细胞的造血细胞。这些研究表明，成体干细胞有可能作为组织工程的种子细胞来源，其中自体MSCs与支架材料复合构建的组织工程骨已有临床应用的 个案报道，显示了临床应用的良好前景。MSCs还易于实现外源基因的导入和表达，为基因治疗开创了应用前景。胚胎干细胞（ES）具有发育的多能性，可从早期胚胎的原始 胚细胞及原始生殖细胞中分离培养获得。由于人ES细胞培养条件特殊，虽然可以用多种诱导物质定向诱导分化，但要成为组织工程种子细胞还有很多科学问题有待研究解决。这一研 究已在小鼠和羊的实验中获得成功，在人的治疗性克隆研究方面也已取得十分突出的进展，如果获得成功，将为组织工程构建提供无抗原性、分裂增殖能力强、功能活跃的新型种子细 胞。从动物身上获取组织和器官是近10年研究的热点之一。目前世界各国主要以猪为研究对象，为了克服超急排斥反应，已成功地建立了转基因猪模型。2-2支架材料的 研究进展支架材料作为组织工程研究的人工细胞外基质（ECM），为细胞的停泊、生长、繁殖、新陈代谢、形成新组织提供支持。目前研究较多的有以下几种：1可降解高 分子材料国内外研究较多的是聚羟基乙酸（PGA）、聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸与聚乳酸的共聚物（PLGA）等。这些材料具有可标准化生产、可降解、细胞相容性好等优点 ，但其酸性降解产物有可能对细胞的活性产生不利影响，同时其亲水性、细胞相容性、力学强度等均尚待改进。采用多种改性技术有可能满足组织工程对支架材料的要求。2陶瓷 类材料目前研究较成熟的是多孔羟基磷灰石（HA）、磷酸三钙等。这类材料生物相容性好，有一定强度，是骨的无机盐成分，常用作骨组织工程的支架材料。但