纖維環(huán)組織工程材料的研究

1、纖維環(huán)組織工程材料的研究組員：錢(qián)雨婷 12011203 陳沙然12011206 徐丹丹12011105問(wèn)題回顧v椎間盤(pán)突出組織工程近年來(lái)得到了較多的研究，請(qǐng)論述纖維環(huán)或髓核組織工程材料的研究概況。若要開(kāi)展相關(guān)研究，請(qǐng)?zhí)岢鰩追N具體研究方案椎間盤(pán)v 定義：椎間盤(pán)是位于人體脊柱兩椎體之間，由軟骨板、纖維環(huán)、髓核組成的一個(gè)密封體。髓核：富于彈性的膠狀物質(zhì)，為纖維環(huán)和軟骨板所包繞纖維環(huán)：由膠原纖維束的纖維軟骨構(gòu)成，多層纖維軟骨環(huán)按同心圓排列，位于髓核的四周髓核：髓核在承受外力時(shí)，將髓核：髓核在承受外力時(shí)，將力均勻地傳遞到周?chē)睦w維環(huán)，力均勻地傳遞到周?chē)睦w維環(huán)，避免椎間盤(pán)的某一部位因過(guò)度避免椎間盤(pán)的某一

2、部位因過(guò)度承載而發(fā)生損傷，具有平衡應(yīng)承載而發(fā)生損傷，具有平衡應(yīng)力的作用。力的作用。很好的保存了髓核的膠體成分，很好的保存了髓核的膠體成分，維持髓核的位置與形狀，保證整維持髓核的位置與形狀，保證整個(gè)椎間盤(pán)的負(fù)重和軸承作用的發(fā)個(gè)椎間盤(pán)的負(fù)重和軸承作用的發(fā)揮；揮；提供了一定的彈性空間提供了一定的彈性空間功能椎間盤(pán)突出v 腰椎間盤(pán)突出：腰椎間盤(pán)各部分，有不同程度的退行性改變后，在外力因素的作用下，椎間盤(pán)的纖維環(huán)破裂，髓核組織從破裂之處突出（或脫出）于后方或椎管內(nèi)，導(dǎo)致相鄰脊神經(jīng)根遭受刺激或壓迫，從而產(chǎn)生腰部疼痛，一側(cè)下肢或雙下肢麻木、疼痛等一系列臨床癥狀。正常椎間盤(pán)與神經(jīng)突出椎間盤(pán)與神經(jīng)椎間盤(pán)突出組織

3、工程v 椎間盤(pán)突出的傳統(tǒng)治療方法是切除或者融合，破壞了椎間盤(pán)的正常結(jié)構(gòu)和功能，治療效果不令人滿意。v 椎間盤(pán)組織工程是通過(guò)在體外構(gòu)建完整的椎間盤(pán)組織，然后植入原有退行性變的椎間盤(pán)以達(dá)到治療的目的，是一種永久修復(fù)退變椎間盤(pán)的理想方法。組織工程椎間盤(pán)方法三要素種子細(xì)胞支架材料信號(hào)因子（細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子或力學(xué)信號(hào)）支架材料v 支架材料作用：細(xì)胞附著的基本框架和代謝場(chǎng)所，起著細(xì)胞外基質(zhì)或組織、器官基質(zhì)的作用。v 支架材料主要功能：1、為組織或器官體外構(gòu)建提供三維的生長(zhǎng)支架；2、提供特殊的生長(zhǎng)和分化信號(hào)。v 支架材料性能要求：良好的生物相容性、良好的孔隙結(jié)構(gòu)、適當(dāng)?shù)慕到庑裕诔煞?、形狀、結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能

4、上與椎間盤(pán)細(xì)胞外基質(zhì)相似。組織工程椎間盤(pán)支架材料天然材料人工合成材料復(fù)合材料纖維環(huán)的支架材料天然材料v 殼聚糖是一種天然的高分子聚合物，與軟骨基質(zhì)糖胺多糖結(jié)構(gòu)相似，其降解產(chǎn)物為氨基葡萄糖單體。v 優(yōu)異特性：無(wú)細(xì)胞毒性作用和致熱源性、良好的生物相容性、抑菌止痛、預(yù)防創(chuàng)傷性軟骨退變。v 具體實(shí)例：海藻酸鈉/殼聚糖纖維環(huán)支架 脫乙酰殼聚糖/京尼平支架 殼聚糖支架殼聚糖天然材料v 優(yōu)異特性：低毒、生物相容性好、價(jià)格低廉。v 缺點(diǎn)：在制備工藝與力學(xué)性能較理想支架材料的差距較大；不具備與椎間盤(pán)相似的壓縮、拉伸以及黏彈特性。v 具體實(shí)例：將兔骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞培養(yǎng)在藻酸鹽復(fù)合基質(zhì)上移植到兔椎間盤(pán)退化模型；纖維

5、環(huán)細(xì)胞和髓核細(xì)胞種植于藻酸鹽微珠上藻酸鹽人工合成材料v 聚乙醇酸、聚乳酸、聚已酸內(nèi)酯、聚碳酸酯及聚氨酯等均屬于合成材料。v 優(yōu)異特性：力學(xué)性能較好、可降解、能通過(guò)結(jié)構(gòu)及分布的改變調(diào)控降解速度，結(jié)構(gòu)和性能可人為修飾。v 缺點(diǎn)：不具備生物活性、缺乏細(xì)胞識(shí)別信號(hào)、可引起無(wú)菌性炎癥等。v 具體實(shí)例：用浸入血漿的聚羥基乙酸-透明質(zhì)酸復(fù)合物植入兔椎間盤(pán)退變模型；將纖維環(huán)及髓核細(xì)胞種植在纖維蛋白-聚乳酸聚羥基乙酸共聚物支架；脂肪族聚酯類(lèi)人工合成材料v 優(yōu)異特性：良好的機(jī)械力學(xué)性能、孔隙率、生物相容性和降解性，且能模仿自身膠原纖維的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。v 缺點(diǎn)：不具備生物活性、缺乏細(xì)胞識(shí)別信號(hào)、可引起無(wú)菌性炎癥。v

6、具體實(shí)例：將骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞接種于靜電納米纖維支架材料來(lái)模擬纖維環(huán)。靜電納米紡絲材料復(fù)合材料v 優(yōu)異特性：比單一合成材料能顯著增強(qiáng)抗壓強(qiáng)度，提高張應(yīng)力，具有較好的力學(xué)特性，能維持纖維環(huán)細(xì)胞表型，顯著增加細(xì)胞外基質(zhì)的合成。v 具體實(shí)例：透明質(zhì)酸與納米纖維支架復(fù)合、纖維結(jié)合蛋白和聚氨酯復(fù)合、脫鈣骨基質(zhì)凝膠和聚己內(nèi)酯三醇蘋(píng)果酸復(fù)合等。支架結(jié)構(gòu)分類(lèi)v 纖維環(huán)支架：以松質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)明膠制備的纖維環(huán)支架v 纖維環(huán)-髓核雙相支架：以松質(zhì)骨脫鈣骨基質(zhì)明膠與軟骨細(xì)胞外基質(zhì)構(gòu)建v 纖維環(huán)雙相支架:以皮質(zhì)骨-松質(zhì)骨環(huán)制備的的纖維環(huán)雙相支架天然豬骨制纖維環(huán)v 原材料：取新鮮豬股骨近端,去除關(guān)節(jié)表面軟骨,選取松質(zhì)骨均

7、勻區(qū)。用環(huán)鉆鉆取直徑10mm內(nèi)徑5mm高3inm的中空環(huán)狀骨塊。骨環(huán)高壓水槍保存脫細(xì)胞清洗脫鈣脫脂氯仿和甲醇1:1溶液中超聲振蕩O.6mmol/L的HC15%TritonX-100中超聲振蕩去離子水凍干沖洗冷凍干燥機(jī)紫外線照射，密封4保存天然豬骨制纖維環(huán)性能：良好的孔隙率孔徑均勻良好生物相容性彈性模量與纖維環(huán)在同一數(shù)量級(jí)聚乳酸-聚己內(nèi)酯組織工程纖維環(huán)支架第三軍醫(yī)大學(xué)西南醫(yī)院全軍矯形外科中心，組織工程國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，重慶市再生重建醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究中心，重慶市組織工程實(shí)驗(yàn)室研究人員發(fā)表于2014年第09期第三軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào)雜志v 制備方法：采用新型的動(dòng)態(tài)-液體水流接收系統(tǒng)改進(jìn)傳統(tǒng)靜電紡絲方法

8、v 目的：制備出模擬天然纖維環(huán)基質(zhì)取向、三維、大孔的微觀結(jié)構(gòu)的靜電紡絲 P( LLA-CL) 納米紗P( LLA-CL)溶于六氟異丙醇 在 15 kV 電壓下以 1 mL/h 的速度從針頭口高速噴出平整的鋁箔片納米紗三維支架60 r / min轉(zhuǎn)軸有孔水盆隨渦流從孔中流下扭轉(zhuǎn)成束冷凍干燥納米紗與納米纖維對(duì)比納米紗支架里面的紗是由許多納米纖維成束形成的，呈同向排列，紗的直徑較納米纖維的直徑明顯增加納米紗與納米纖維對(duì)比納米紗呈同向排列，納米纖維呈異向排列紗的直徑較納米纖維的直徑明顯增加孔徑和孔隙率明顯增加納米紗與納米纖維對(duì)比結(jié)論：保存了 P( LLA-CL) 納米纖維支架的力學(xué)強(qiáng)度 大孔徑與孔隙率為細(xì)胞的生長(zhǎng)提供了足夠的內(nèi)部空間 比傳統(tǒng)納米纖維更利于細(xì)胞滲透性生長(zhǎng)參考資料v 李玉東，徐 源，周 強(qiáng)，等.聚乳酸-聚己內(nèi)酯組織工程纖維環(huán)支架的制備及其性能研究J.第 三 軍 醫(yī) 大 學(xué) 學(xué) 報(bào)，2014,36（9）：914-918v 閆中勝.組織工程椎間盤(pán)雙相支架的制備與性能評(píng)估D.天津醫(yī)科大學(xué)研究生院.2012v 劉蘭濤，朱瑜潔，黃博,等.椎間盤(pán)纖維環(huán)組織工程的研究進(jìn)展J.中國(guó)脊柱脊髓雜志,2011,21(8):695-698v 閆中