简介:摘要通过3D生物打印的组织工程技术进行气管重建在当前已经成为对于长段气管损伤后进行修复的一种理想化的方法,而如何选取打印材料制造出合适的组织工程气管是保障气管移植物能在人体完美存活的关键。生物墨水是一种生物制造技术制造的,含有生物活性成分的细胞配方,其对3D打印组织工程气管的成败起着决定性的作用。寻找一种拥有良好生物相容性,能够打印出具有较高机械强度生物结构的生物墨水显得尤为重要。本文旨在对不同材料制成的生物墨水的优缺点、当前的应用现状以及3D打印组织工程气管的临床实际运用进行综述,以促使早日能够实现组织工程气管的临床转化,系统化的投入实际的临床应用。
简介:摘要长段气管病变主要由狭窄、感染、外伤、恶性肿瘤等因素引起,切除病变组织或狭窄部分并行端端吻合是其治疗的金标准,但该治疗方案被证明仍存在较大的限制条件。近年来组织工程技术作为一种效果可期的医学替代治疗方法,支架材料的选择是其核心组成部分之一。随着国内外研究者的不断探索,生物材料被不断开发并应用于组织工程气管的相关研究。组织工程可降解支架材料按其来源可分为天然高分子物质材料支架以及人工合成聚合物材料支架。可根据需要对支架材料进行改性或复合以提高支架的生物性能。此外,随着生物打印技术的不断发展,不同生物材料可被更好地组合运用。生物可降解支架以其高分子性能已成为组织工程气管领域研究的新方向,具有较好的应用前景。
简介:摘要口腔软组织工程涉及口腔颌面功能和美学的修复重建。三维生物打印作为21世纪初的新兴技术,包裹细胞的生物墨水可通过模拟发育过程中组织的自组装促进再生,在组织工程中的应用前景巨大。口腔软组织既包括口腔特有的牙髓、牙周膜、牙龈、口腔黏膜和唾液腺,也包括颌面部涉及的皮肤、血管、肌肉和神经等组织。目前,三维生物打印在口腔特有软组织修复中主要应用于牙髓再生领域,利用不同的生物墨水荷载牙髓细胞在牙本质基质中修复牙髓组织;三维生物打印在牙周膜重建和类唾液腺培养方面仅有少量体外研究;且尚未检索到三维生物打印在牙龈和口腔黏膜再生方面的应用。这应与牙周膜复杂精细有序结构、口腔的湿润环境、有限的操作空间以及持续的咀嚼压力相关。对于皮肤、血管、肌肉和神经的三维生物打印,虽研究较多,但大多无口腔针对性。本文简要介绍目前以细胞相容水凝胶为生物墨水的三维生物打印在口腔软组织再生中的应用现状及前景展望。
简介:摘要近几十年来,骨组织工程在治疗大块骨缺损方面取得较大的进展,其中生物打印是最重要的技术之一。3D生物打印通过分层添加不同的材料,实现骨组织工程支架制造空间结构的精确控制,且以水凝胶类材料作为基础将细胞植入支架中,解决了细胞在支架内的均匀分布。然而,大多数用于3D生物打印的生物医学材料均为静态,不能随着身体内部环境的动态变化而改变。4D生物打印是将时间概念与3D生物打印相结合或者利用刺激响应材料在各种刺激下改变其形状的原理,用于制造动态三维模式的生物结构,为骨组织工程提供了前所未有的潜力。打印结构的形状记忆特性满足了个性化骨缺损修复的需要,而功能成熟程序促进了干细胞的成骨分化。通过总结近年来国内外生物打印用于组织工程的研究,综述了常用的3D生物打印方法、3D生物打印发展到4D生物打印技术中功能及形态转化的机制,并且介绍了生物打印在骨组织工程中治疗骨缺损的应用以及当前的挑战和未来的展望。
简介:骨组织工程是目前公认的最有可能在临床取得实际效益的研究领域之一.在种子细胞方面,干细胞向成骨细胞的诱导分化、种子细胞的体外大规模扩增等是组织工程骨构建和临床应用的首要环节和基本要素.生物材料研究的热点在于新型仿生化、智能化生物材料的制备和应用.在组织工程骨的构建方面,血管、神经化组织工程骨的同步构建与应用研究是骨组织工程由基础向临床应用的关键性环节.在上述研究的基础上,骨组织工程已得到初步临床应用,在取得较好疗效的同时,又为骨组织工程的基础研究提出了许多新的课题和研究方向.本文从种子细胞、生物材料、组织构建及其临床应用等方面对近年来骨组织工程的研究现状进行综述,并对骨组织工程研究现存的问题进行分析,提出骨组织工程进一步发展的若干策略.
简介:摘要理想的支架材料可对组织器官病损进行形态、结构和功能进行重建,因此在组织工程领域受到广泛关注。天然生物材料理论和技术的迅速发展,使其逐渐成为再生医学领域的研究热点。天然生物材料具有高仿生性和良好的生物相容性,且来源广泛,非常适合用作组织工程的支架材料。按成分和原料来源大致分为蛋白质类生物材料(胶原、明胶、丝素和纤维蛋白)、糖类生物材料(纤维素、几丁质/壳聚糖、海藻酸盐和琼脂糖)、糖胺聚糖类(透明质酸、硫酸软骨素)和脱细胞基质移植物(羊膜、小肠黏膜下层、肌腱)。不同的支架材料具有独特的天然结构和理化性质。蛋白质类生物材料多通过聚合形成网状结构影响细胞迁移分化,且有一定的机械性能,可单独制成支架或配合其他合成材料使用;糖类生物材料因高比表面积可负载大量液体,但其机械性能较差,因此常被以凝胶形式控释细胞和生长因子配合其他材料应用在肌腱组织工程中;糖胺聚糖类生物材料具有抗炎、黏弹润滑以及高水合特性,多配合合成材料增加其生物相容性和亲水性。相比天然高分子材料,脱细胞基质不但具有更相仿的细胞外结构和营养成分,而且具有一定的机械性能,可对组织器官病损进行更好的形态、结构和功能重建,因此在组织工程中越来越被受到重视。不同材料的巧妙组合,使肌腱修复展现出更好的效果,也使天然生物材料具有更广阔的临床前景和应用价值。