基于水凝胶的“自下而上”组织工程技术研究进展-西安交通大学生物.PDF

中国科学: 生命科学 2015 年 第45 卷 第3 期: 256 ~ 270 SCIENTIA SINICA Vitae SCIENCE CHINA PRESS 评 述 基于水凝胶的“ 自下而上”组织工程技术研究进展 ①② ①②* ①② ①② ② ①②* 刘灏 , 黄国友 , 李昱辉 , 张晓慧 , 卢天健 , 徐峰 ① 西安交通大学生命科学与技术学院, 生物信息工程教育部重点实验室, 西安 710049; ② 西安交通大学仿生工程与生物力学中心, 西安 710049 * 联系人, E-mail: wwgyhuang@; fengxu@ 收稿日期: 2014-05-22; 接受日期: 2014-09-29 国家自然科学基金(批准号: 11120101002)、中国博士后基金(批准号: 2013M540742)、高等学校博士学科点专项科研基金(批准 号: 20130201120071)、陕西省自然科学基础研究计划(批准号: 2014JQ1004)和中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 8143051)资助 doi: 10.1360/N052014-00164 摘要 随着微纳生物制造技术和新型生物材料(如新型水凝胶) 的发展, 基于模块化组 关键词 装的“ 自下而上”组织工程技术引起了广泛的关注, 在复杂微结构和血管化组织/器官构 水凝胶 模块化组装 建方面显示了广阔的发展前景. 本文介绍了“ 自下而上”组织工程技术的基本原理及模 “ 自下而上”组织工程 块单元的制备和组装方法, 综述和讨论了“ 自下而上”组织工程技术在体外重构三维组 细胞打印 织/器官方面取得的必威体育精装版研究进展, 并对其在生物医学领域的发展前景进行了展望. 供体器官短缺是临床上一个亟待解决的问题, 建方面显示了极大的发展潜力和应用前景. “组织工程”概念的提出和组织工程技术的发展为解 本文对“ 自下而上”组织工程技术中模块单元的 决这一问题提供了一种最有潜力的解决方案. 自 20 制备和组装方法进行了综述和讨论, 对其在生物医 世纪 80 年代提出以来, 组织工程技术飞速发展, 研 学领域的发展前景进行了展望. 究者们利用该技术已成功实现了工程化皮肤[1]、膀胱[2] [3] 和软骨 等较为简单结构的体外重构. 然而, 采用传 1 在体重复性功能单元 统的“ 自上而下(top-down)”组织工程方法构建大尺寸 复杂组织/器官仍存在两个瓶颈, 即微结构控制和血 生物体内的多数重要组织/器官都是由大量重复 管化问题, 这严重制约了组织工程的发展[4]. 的功能单元, 如肝小叶、肾单元、肌纤维和胰岛等组 随着微纳生物制造技术和生物材料(如水凝胶) 成(图 1). 的发展, 一种新的“ 自下而上(bottom-up)”的组织工程 肝小叶是组成肝脏的基本功能单元, 是肝脏内 技术应运而生[4]. 正如小叶之于肝、肾单位之于肾(图 许多形态相似、功能相同的基本单位. 肝小叶通常呈 1), 很多