組織工程學期末復習重點

1、組織工程學第一章1.組織工程學的定義組織工程學是應用生命科學和工程學的原理與方法，在正確認識哺乳動物的正常和病理狀態(tài)下組織結構與功能特點的基礎上，研究、開發(fā)用于人體各種組織或器官損傷后的器官修復和重建的生物替代物，從而恢復人體器官正常的功能和形態(tài)結構的一門新興科學2.組織工程學的研究策略和方法(1)研究策略：3?將患者或捐獻人體上新分離或培養(yǎng)的細胞及細胞群體注入受傷組織或可降解支架中，形成組織復合物后再植入體內，進行器官重塑?首先將細胞與支架在體外聯(lián)合培養(yǎng)產生活的器官，構建成人體需要的活器官，然后再植入動物或人體內，修復欠缺或代替缺損組織?組織的原位再生。直接將支架植入到損傷部位，依靠體內自身

2、細胞的遷移進行重建局部組織，實現活體內器官或組織的自身修復(2)常用的組織器官修復方法3?同種異體器官移植?自體組織移植?人工合成組織代用品3.組織工程學研究的基本問題(1)種子細胞的研究種子細胞的類型自體細胞、同種異體細胞、胚胎干細胞、異體細胞補：種子細胞來源及調控補：生物因子(2)支架的研究支架的重要性細胞培養(yǎng)的過程就是種子細胞與支架的融合并獲得生長的過程，其中支架是細胞停泊和生長的支撐和環(huán)境，獲得好的支架材料是細胞培養(yǎng)能否成功的關鍵之一支架的要求：7生物相容性好、無致毒性，無致炎癥反應和無致畸致癌的作用體內降解速度與組織構建同步、產物無害、能完全被吸收或排出體外、不在體內殘留有一定的力學

3、強度可塑性好材料的孔徑和孔隙率適度，微孔分布與走向符合器官力學特點、生長規(guī)律并配布均衡材料具有適宜及誘導組織再生能力細胞與支架無嚴重的相互作用6.常用術語：細胞類術語細胞周期、分化、染色體、成體干細胞，細胞周期依賴性蛋白激酶，腦源性神經生長因子，骨形態(tài)形成蛋白，細胞周期依賴性蛋白激酶，細胞因子，多能干細胞第二章種子細胞種子細胞的基本要求采用非侵襲手段或微創(chuàng)手段即可獲得；分裂增殖能力強；功能旺盛；無或僅有極微弱的免疫排斥反應；能連續(xù)傳代，并且傳代培養(yǎng)后不發(fā)生形態(tài)、功能及遺傳物質的改變。種子細胞的主要種類（一）自體種子細胞（二）同種異體種子細胞（三）異種細胞（四）胚胎干細胞干細胞1定義：可從胚胎、

4、胎兒或成人組織中分離出來，其主要特征為在特定的條件下可長期無限增殖（成體干細胞則可在個體存活期內不斷自我復制）,并可分化為至少一種類型以上的特殊細胞?？珊唵胃爬榫哂凶晕腋拢ㄔ鲋常┖头只芰Φ募毎?特征：具有自我更新（增殖）和分化能力3分裂方式：對稱分裂：形成兩個相同的干細胞非對稱分裂：一個子細胞保持親代的特征，仍作為干細胞保留下來，另外一個子細胞不可逆的走向分化的終端成為功能專一的分化細胞分類按照發(fā)生學來源，干細胞可以分為胚胎干細胞（embryonicstemcell,ES細胞）成體干細胞（adultstemcell）根據不同的分化潛能，干細胞可以分為全能干細胞（totipotentste

5、mcell）多能干細胞（pluripotentstemcell）單能干細胞（unipotentstemcell）祖細胞又叫前體細胞（progenitororprecursorcell）:是胚胎和成體組織中發(fā)生部分分化的細胞，可以分裂并形成某種類型的分化細胞。祖細胞與干細胞的區(qū)別1當一個干細胞分裂時，兩個子代細胞中至少有一個是具有自我復制能力的干細胞2當一個祖細胞分裂時，可以形成兩個祖細胞or同時產生兩個分化細胞，但這些細胞都失去了自我復制能力3干細胞能分化成各種類型細胞；祖細胞的分化方向已比較確定胚胎干細胞ESC來源：45日胚胎（又稱囊胚）的內細胞團特點：1 .具有發(fā)育全能性，在一定條件下有向

6、3個胚層細胞分化的能力，在理論上可以誘導分化為機體中所有種類的細胞；2 .具有種系傳遞能力，能夠形成嵌合體動物；3 .胚胎干細胞易于進行基因改造操作。內細胞團在形成內中外3個胚層時開始分化。內胚層將分化為肝肺腸等，中胚層將形成骨骼、血液、肌肉等，外胚層將分化為皮膚、眼睛、神經系統(tǒng)等成體干細胞ASC定義（adultstemcell）:指存在于分化組織中的未分化的細胞，并能分化成該細胞來源組織中的細胞成分（如表皮干細胞）。有些成體干細胞（如骨髓間充質干細胞或脂肪干細胞）則可分化為其他組織中的細胞成分，如骨髓間充質干細胞可分化為軟骨細胞等。來源骨髓、血液、角膜、大腦、骨骼肌、牙髓、肝臟、皮膚、消化道

7、上皮和胰腺等。優(yōu)點（與胚胎干細胞相比，在研究和應用方面）1 .成體干細胞的自體移植避免了免疫排斥；2 .成體干細胞在正常情況下處于靜止狀態(tài)，只有在病理情況下才顯示出一定的自我更新潛能，不像胚胎干細胞具有無限的自我更新能力，因此成體干細胞導致癌變的可能性較??；3 .成體干細胞的分化潛能比較局限，更容易向特定的組織細胞分化，也可以直接用于體內組織的原位修復；4 .某種類型的成體干細胞有向同種組織的損傷部位遷移的趨勢，這有助于臨床應用干細胞來進行疾病替代治療時的定位；5 .分離和使用成體干細胞不存在倫理學問題。其應用受到的制約因素1 .目前尚未在人體的所有部位分離出成體干細胞；2 .在一些遺傳性疾病

8、中，遺傳錯誤也會出現在患者的干細胞中，這種干細胞是不適合移植的，而且由于環(huán)境因素的影響，成體干細胞有可能有基因突變等DNA異常；3 .成體干細胞沒有胚胎干細胞的增殖能力強。臨床應用骨髓移植：主要用于治療急慢性白血病，使急性白血病的長期生存率提高到50%70%。外周血和臍血干細胞移植：用于治療各種惡性血液病及非血液系統(tǒng)的實體瘤等。人造皮膚是開發(fā)最早的組織工程產品：Apligraft是第一種獲得FDA批準的含有人體活細胞的組織工程產品。臨床角膜移植、心肌細胞、骨骼肌細胞、胰島細胞、神經細胞等。骨髓間充質干細胞BMSC 定義：人骨髓中所含的細胞可以分為造血類細胞和非造血類細胞。前者中含有的干細胞主要

9、為造血干細胞，而后者中含有間充質干細胞，能夠分化為骨、軟骨、肌腱、脂肪、皮膚和其他類型的細胞。 來源：存在于全身結締組織和器官間質中，以骨髓中含量最為豐富 特點：具有高度自我更新能力、多向分化潛能可分化為中胚層的骨、軟骨、肌肉、脂肪細胞等，還可跨胚層分化為具有神經元or神經膠質細胞表型的細胞優(yōu)勢：來源廣泛、取材方便、對人創(chuàng)傷性較??；易在體外培養(yǎng)、擴增和誘導；取自自體，克服了使用胎兒組織的倫理學和免疫學方面的問題；分離方法差速貼壁篩選法密度梯度離心法流式細胞儀分選法免疫磁珠分選法神經干細胞NSC定義是一類重要的成體干細胞，分布于成人及胚胎的中樞及周圍神經系統(tǒng)。在生長因子、神經遞質、激素及損傷、環(huán)

10、境因素改變的刺激下，可分化為不同類型的神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞。分布成人及胚胎的中樞及周圍神經系統(tǒng)主要分布于：腦室管膜、室下區(qū)、紋狀體、海馬齒狀回等區(qū)域脂肪干細胞ADSCs定義：從脂肪組織中分離得到的一群多能干細胞，具有向多種組織分化的潛能。補：種子細胞的來源，原代培養(yǎng)以及傳代培養(yǎng)的生物學特性，鑒定二、未分化細胞的獲取培養(yǎng)1 .胚胎干細胞：概念當受精卵分裂發(fā)育成囊胚時，內細胞團的細胞即為ESC特性具有發(fā)育的全能性，能夠自我更新并具有分化成體內所有組織的潛能獲取方法以昆明小鼠ESC的分離與培養(yǎng)為例：飼養(yǎng)層細胞的制備一一囊胚的獲得一一囊胚的培養(yǎng)一一內細胞團的分離一一ESC的鑒定2 .成體

11、干細胞以SD大鼠BMSC勺分離與培養(yǎng)為例：處死、取骨、清除、漂洗一一收集骨髓、離心、分離一一重懸、接種培養(yǎng)一一傳代、觀察-鑒定第三章組織工程支架材料支架材料按來源分類1 .天然支架材料：珊瑚、海藻（酸鹽類）、黏多糖、軟骨素、膠原類、殼聚糖等；2 .人工合成支架材料：各種多聚物類高分子材料、金屬合金、陶瓷、硅膠等。3 .新型生物材料構建的基本原則須經無污染的處理：嚴格無菌和無毒操作，避免任何病原微生物和有毒物質的污染。須為細胞提供生存和分化良好的微環(huán)境：根據修復材料的大小，設計其材料內部的孔隙率，使其適合種子細胞存活、生長、發(fā)育并產生功能，或使其植入生物體后，體內的細胞能夠沿著材料內部的孔隙進行

12、遷移并行使功能從而逐漸替代所植入的支架材料。植入人體后在自身修復過程中適時降解組織工程支架材料在植入人體后必須適時降解，為人體自身修復創(chuàng)造出更好的空間常用生物支架特征：51）良好的生物相容性，不引起炎癥反應，排異反應和毒性反應；2）良好的生物降解性和可吸收性，能徹底地被自身組織替代。降解率應與組織細胞生長率相適應，降解時間應能根據組織生長特性作人為調控。3）良好的可塑性：可塑造為任意三維結構，與機體原有特定形狀保持一致。4）良好的表面化學特性和表面微細結構：有利于細胞的粘附和生長。5）為細胞創(chuàng)造良好的微環(huán)境條件：生物材料的孔徑、方向、纖維結構及涂層細有利于細胞的生長發(fā)育和遷徙。1.天然可降解生

13、物材料1）膠原?在動物體內含量豐富，是細胞外基質中的框架結構，具有高度的抗張力，有助于保持其結構的完整性?20種左右的膠原結構有共性-原膠原（膠原分子）均由三條相同或不同的a鏈形成三螺旋結構，每條a鏈的組成可以用（Gly-X-Y）n來表示?可塑性好，容易加工成型，有生物塑料之稱?人工皮膚、人工血管、肌腱、晶體、角膜和骨等的支架材料?縫合線、燒燙傷敷料及化妝品領域等2）彈性蛋白?由兩類短肽段交替排列構成（疏水肽段一使分子具有彈性；含有大量丙氨酸和賴氨酸殘基的a螺旋一可在相鄰分子間形成交聯(lián)）?氨基酸組成與膠原相類似，亦富含甘氨酸及脯氨酸，但很少含有羥脯氨酸，而不含羥賴氨酸，所以不具備膠原特有的Gl

14、y-X-Y序列，不能形成規(guī)則的三股螺旋結構?通過賴氨酸殘基參與交聯(lián)形成具有高彈性的網狀結構3）藻酸鹽?從褐藻中提取?帶負電荷，能同帶正電的分子牢固結合?具有良好的生物相容性?用作藥物制劑的添加劑、傷口敷料、止血劑、藥簽等?用于移植材料和組織工程4）甲殼素及殼聚糖?甲殼素存在于蝦蟹等的外殼、海藻真菌等的細胞壁中，資源豐富、分布廣泛?殼聚糖是甲殼素的脫乙?；a物，無毒、無味、有良好的生物相容性?都有復雜雙螺旋結構，易于進行理化性質的改變，故有很多衍生物?可吸收縫合線、人工皮膚、支架材料等5）纖維素?植物和真菌細胞壁的主要成分，自然界數量最多的碳水化合物?血液透析材料、人工腎、模擬人工肺、埋植材料、

15、齒科修補材料6）透明質酸HA?帶負電荷最大的粘多糖?主要來源是：雞冠，人臍帶和動物眼球，提取的透明質酸一般以游離狀態(tài)存在，易于分離純化和規(guī)?；a?極強的吸水性一天然保濕因子?是人體自身的基質成分，外源性HA抗原性極低，生物相容性極好?眼科手術、關節(jié)病治療、組織修復等7）珊瑚?含有大量碳酸鈣和少量有機質?數量很大，能夠滿足組織工程大量需求?呈多孔狀，類似骨松質，利于血管和組織的長入。?其成分及結構與礦化骨相似，植入后可與骨組織直接結合，兩者間不形成纖維組織?來源廣泛，具有良好的生物相容性和可降解性，加工處理方便?新型的生物活性移植骨材料人工合成的可降解生物材料優(yōu)點：其組成成分、分子量、表面微結

16、構、大體形態(tài)、機械性能、降解時間等都能預先設計和調控，最后基本降解完全，避免了長期異物反應的危險，缺點：缺乏細胞識別信號，不利于細胞特異性粘附及特異基因的激活。分類1聚乳酸類：PLA、PGA、PLGA等2微生物聚酯類：3-羥基丁酸等3共聚物：聚酰胺共聚物等3.新型生物材料1）納米生物材料2）復合生物材料（分類6、優(yōu)勢-舉例3）常用無機材料名稱：?羥基磷灰石HAP?磷酸三鈣TCP?生物活性玻璃陶瓷BGC無機一無機復合材料，如：HAP/3-TCP復合材料（雙相磷酸鈣BCP。既保持了生物活性，又使強度得到明顯提高。其骨傳導性優(yōu)于單一的HAP3-TCPBCP的成骨機理是以HAP為骨架，3-TCP降解提

17、供鈣、磷源，使新骨不斷長入3-TCP降解后所形成的空隙中。無機一金屬復合材料，如：金屬無機涂層材料，羥基磷灰石涂層材料。無機一有機復合材料，如：HAP/PLA復合材料?？梢蕴岣卟牧系捻g性，滿足機械強度的要求；PLA的酸性降解產物可以被HAP緩沖，同時HAP的骨誘導性可提供良好的骨細胞粘附生長環(huán)境復合物的多孔結構則為細胞生長、組織再生以及血管化提供了條件，在骨組織工程中具有較高的應用前景。有機一有機高分子復合材料，如：聚丙烯酰基羥乙基淀粉-PLGA復合材料天然高分子一無機復合材料與其它骨組織替代材料相比，天然一天然高分子復合材料，如：膠原蛋白-殼聚糖復合材料，膠原蛋白-透明質酸復合材料。,如：H

18、AP-!交原復合材料。與骨組織也HAP/膠原復合物的生物相容性是比較理想的,可以達成理想的結合，有利于骨組織的重生，所欠缺的是其機械性能較差。3）鎂基可降解生物材料生物力學相容性-與骨密質差異小密度：1736kg/m3彈性模量：45GPa抗拉強度：200MPa可吸收降解，無需二次手術4）智能材料（三要素：感知、驅動、控制）常用天然支架材料及其制備與應用一、膠原的制備膠原的分離和提純（了解膠原的提取和純化的基本方法）膠原是構成皮膚、骨骼、肌腱等組織的主要成分，所以膠原通常從這三種組織中提取。實驗室中我們通常利用加入酸、堿、鹽或蛋白酶的方法來促進膠原的融解，然后改變pH或鹽的濃度，使膠原沉積，便于

19、離心分離。反復的融解沉積可以提高膠原的純度。鼠尾的肌腱主要由I型膠原組成，用鼠尾制備膠原是實驗室中最常用的方法。（初步分離一提純一保存）膠原的交聯(lián)（常用方法）膠原共價交聯(lián)后抗張強度進一步增強，可以降低在體內的降解速度，減輕抗原性。膠原的交聯(lián)方法有脫水加熱法和化學方法，其中以戊二醛化學方法最為常用四、脫細胞骨組織及其制備骨組織形成過程中，唯一能夠單獨誘導骨髓間充質干細胞向骨組織分化的生長因子是SMP（骨形態(tài)發(fā)生蛋白）?骨組織構成：鈣化的骨細胞外基質（骨基質）+多種細胞如骨C成骨、破骨C等?骨組織的有機成分由成骨細胞分泌形成，主要有膠原、多糖及蛋白、脂肪等?骨的無機成分中磷酸鈣占83%其它還有碳酸

20、鈣、磷酸鎂、氯化鈣及少量鉀、鈉、鋸鹽等。?骨的無機成分為骨提供適當的強度，而有機成分賦予高韌性、低模量以及其它高分子材料所具有的力學性能，其二者緊密結合使骨組織十分堅硬2.脫細胞骨基質理想的骨組織工程細胞外基質材料應具備以下的特性：良好的生物相容性和生物降解性；良好的骨引導性和骨誘導性；可塑性和一定的機械強度骨組織的有機成分由陳鼓細胞分泌而成，主要有膠原，多糖，蛋白，脂肪等組成第四章生長因子在組織工程中的應用第一節(jié)生長因子的概念與常用的生長因子生長因子的概念：由組織和細胞產生的，對細胞生長及分化具有顯著調節(jié)作用的一類多肽或蛋白質。生長因子通過細胞信號轉導系統(tǒng)，促進或抑制細胞的分裂增殖、遷移和基

21、因表達。列出幾中常用的生長因子名稱（中文名+英文縮寫）轉化生長因子-BTGF-B、骨形態(tài)發(fā)生蛋白BMP堿性成纖維細胞生長因子bFGF表皮生長因子EGF胰島素樣生長因子IGF、血管內皮細胞生長因子VEGF生長因子1來源：生長因子（GF）是由活細胞產生的刺激細胞生長和調節(jié)細胞活動的肽類物質，2分子特征：它們的相對分子量大多為5000-50000的肽類或小的蛋白質，3濃度：正常時生長因子在體內的生理濃度很低，以10-9克分子濃度起作用。分泌方式：1 .自分泌（autocrine）：由某種細胞產生并作用于細胞自身；2 .旁分泌（paracrine）:細胞分泌的生長因子作用于鄰近的其他類型細胞，對合成、

22、分泌該生長因子的自身細胞不發(fā)生作用，因為它缺乏相應受體。3 .內分泌（endocrine）：生長因子從細胞分泌出來后，通過血液運輸作用于遠隔靶細胞。如：血小板源生長因子（PDGF源于血小板，作用于結締組織細胞。常用生長因子種類一、轉化生長因子-3TGF-3的受體：位于細胞表面，有IV5種類型。TGF-3的生物學作用：1,促進細胞增殖2,調節(jié)細胞分化3,促進細胞外基質合成，4,免疫調節(jié)作用二、骨形態(tài)發(fā)生蛋白（BMP）1 .性質：成熟的BMP蛋白結構是由二硫鍵連接的同型或異形二聚體。2 .受體細胞膜表面，I型、II型；屬于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶受體3 .BMP的生物活性：1）誘骨活性；2）胚胎發(fā)育

23、中的作用。3）在神經發(fā)育和修復中促進神經元的成熟和突觸形成。4）促進造血發(fā)生。5）誘導細胞凋亡6）促進精子發(fā)生及胚胎形成。7）促進肝細胞增殖。8）其他。三、堿性成纖維細胞生長因子bFGF主要分布：垂體，腦，神經，視網膜、腎上腺和胎盤。生物學作用：161.促血管生長作用，2.創(chuàng)傷愈合與組織修復3.組織再生4.胚胎的發(fā)育和分化：5.調節(jié)內分泌的作用6.神經營養(yǎng)作用四、表皮生長因子EGF分子結構：活性部分僅為53個aa殘基的單鏈多肽，分子量6054kd生物學作用：1.促進低分子化合物轉運的增加。2.促進糖酵解、RNA與蛋白質合成及誘發(fā)DNA合成、促進細胞分裂等。五、胰島素樣生長因子（IGF）?IGF

24、為骨塑形改建過程中的調節(jié)因子，分子量為7.60KU,骨骼組織及非骨骼組織均可合成IGF。在體內有兩種IGF存在。?IGF-I在骨細胞的代謝過程中發(fā)揮重要作用；IGF-II又稱骨骼生長因子六、血管內皮細胞生長因子?VEGF在血管新生中起重要作用：?VEGF促進血管腔內和腔外血漿成分代謝?VEGF刺激內皮細胞產生纖溶酶原激活物（uPA和tPA）、纖溶酶原激活物抑制劑-1（PAI-1）和膠原酶，并使蛋白分解增加而引起血管外基質成分改變，為內皮細胞遷移創(chuàng)造條件。?VEGF刺激內皮細胞增殖?VEGF促進內皮細胞的遷移，這是從血管前體形成內皮分支重要的一步。?VEGF抑制內皮細胞的凋亡。第二節(jié)生長因子的控

25、制釋放一、概述（一）生長因子控制釋放的必要性生長因子在體內的應用還存在一些問題，主要原因是它的高擴散性和半衰期短使其自身的生物學活性難以長期保持。一般其半衰期是數秒至數分鐘，最長不超過數小時，有的甚至不能在溶液中穩(wěn)定存在。局部直接應用生長因子可在較短時間內發(fā)揮作用，但在生理環(huán)境下很容易使之迅速失活，不產生預期的生理效應。根據高分子的疏水特性采用藥物控制釋放技術.即采用生物降解性材料對生長因子進行保護-使之在有水環(huán)境下既保持活性，又能防止生長因子與水接觸，達到持續(xù)釋放或控制釋放的目的，這是使生長因子能在組織工程器官構建過程中得到有效應用的關鍵。（二）控制釋放技術的應用（理解速釋、緩釋、零級釋藥）

26、生長因子的控釋材料（一）載體材料分類：1 .常用的載體材料：1）按照作用特性分：膜控釋型材料和骨架型控釋材料2）根據生物降解行材料的來源分：天然可降解性材料（明膠、殼聚糖、纖維素、蛋白質、羥基磷灰石、珊瑚及其衍生物等），人工合成生物降解性材料（聚乳酸、聚幾內酯、聚原酸酯、聚酸酊等）2 .合成的高分子材料PLGA作為控釋材料的優(yōu)點（與生物材料相比）：（1）具有生物相容性；（2）生物可降解性（3）無免疫刺激性（4）性能的良好重現性。三、生長因子的控制釋放體系的形式1 .高分子微包囊2 .水凝膠3 .脂質體4 .納米控釋載體5 .膠束6 .電紡絲超細纖維體系7 .非病毒基因載體控釋系統(tǒng)四、生長因子控

27、制釋放體系存在的問題1 .突釋效應”造成釋藥早期藥物大量釋放的問題2 .生長因子的活性不能持久保持的問題3 .多因子控釋和靶向控制策略有待進一步優(yōu)化4 .控釋結果的評價缺乏客觀性標準第五章種子細胞與支架材料的聯(lián)合培養(yǎng)體外構建工程化組織可歸納為兩條技術路線1 .將支架材料按設計要求，預成形為特定的形態(tài)，再接種細胞，經體外長時間聯(lián)合培養(yǎng)，發(fā)育成為成熟組織，然后植入體內，修復組織缺損。2 .種子細胞與非定形、體積較小的支架材料在體外經過短時間聯(lián)合培養(yǎng)后，即植入體內，在體內正常的營養(yǎng)環(huán)境及生物力學條件下，繼續(xù)生長發(fā)育。二、細胞與支架的接種技術1 .浸漬法2 .沉淀法3 .吸附法4 .凝膠法5 .動態(tài)培

28、養(yǎng)系統(tǒng)第二節(jié)細胞示蹤技術細胞示蹤技術：指在體外將細胞標記上特異的標志后，植入動物體內進行追蹤，研究其在體內的遷移、增殖和轉歸。主要有：病理學示蹤和非病理學示蹤， 病理學示蹤-需在移植后的一定時間內處死實驗動物，切片后進行免疫熒光或免疫組化分析； 非病理學示蹤-應用于活體，主要是無創(chuàng)性影像學技術，包括核醫(yī)學分子顯像技術活體示蹤、磁共振成像（MRI）活體示蹤。 理想的活體細胞示蹤劑應具備的特征：1安全性2靈敏度3特異性4長久性5空間分辨力活體示蹤干細胞常用的細胞標記物質（非病理學）主要通過以下兩種技術：1 .核醫(yī)學分子顯像技術活體示蹤干細胞2 .磁共振成像（MRI）活體示蹤干細胞第三節(jié)生物反應器的

29、原理和技術生物反應器的概念生物反應器是利用酶或生物體（如微生物）所具有的生物功能，在體外進行生化反應的裝置系統(tǒng)，是一種生物功能模擬機，如發(fā)酵罐、固定化酶或者固定化細胞反應器等。生物反應器是生物反應過程中的關鍵設備。生物反應器的種類：1 .膜式生物反應器：膜式生物反應器的主要原理是通過一個起傳質作用的透析性膜進行氣體交換。用于組織培養(yǎng)旋轉式生物反應器都是通過膜來進行氣體交換的。膜式生物反應器可使氣液交換分開，避免反應器內氣泡和流體剪應力的產生；細胞或組織留在反應器內，反應器連續(xù)灌流；采用膜包埋技術，適合培養(yǎng)容易受到剪應力破壞的細胞。2 .旋轉壁式生物反應器旋轉壁式生物反應器是一種水平旋轉的、無氣

30、泡的、膜擴散式氣體交換的培養(yǎng)系統(tǒng)，由內外同心圓筒組成。主要原理：內外筒繞水平軸或垂直軸旋轉，帶動其內的培養(yǎng)液和培養(yǎng)物作繞軸運動，在動態(tài)培養(yǎng)環(huán)境中進行氣體交換。第七章應用組織工程學方法修復組織和器官損傷第一節(jié)皮膚損傷的修復和臨床應用組織工程化皮膚的分類有哪些？1 .表皮替代物（epidermalreplacement）2 .真皮替代物（dermalreplacement）3.復合皮膚替代物（compositeskinreplacement）同種異體表皮細胞移植膜片最主要的抗原是什么？（HLA-DR。HLA-DR主要表達于何種細胞？（朗格漢斯細胞表面，角質形成細胞幾乎不表達）。列舉幾個皮膚修復常用

31、的生物材料：1 ）聚烏拉坦、2）透明質酸、3）纖維蛋白膠、4）脫細胞真皮。皮膚組織工程修復主要相關的生長因子和細胞因子有：1）表皮生長因子（EGF,2 ）轉移生長因子（TGF,3 ）干擾素（IFN）。人工皮膚培養(yǎng)方法有哪些？1 ）滋養(yǎng)層法，2）平皿培養(yǎng)法3）氣液面培養(yǎng)法4）體內培養(yǎng)法。列舉五種商品化的人工真皮：（1） IntegraArtificialSkin（2） AlloDern（3） Biobrane:（4） Dermagraft-TM:Dermagraft-TC目前最成熟的人工皮膚是_,它屬于。（Apligraf,復合皮膚替代物）第二節(jié)骨和軟骨損傷的修復和臨床應用組織工程骨修復中支架材

32、料的基本要求和特征：良好的生物相容性和生物可降解性；有一定的機械強度；易于塑形；具有骨或軟骨的誘導性和傳導性；具備支持骨或軟骨細胞生長和功能分化的表面化學性質與微結構；材料降解速度與細胞功能發(fā)揮二者相匹配；可與其它活性分子如BMRTGF-3復合共同誘導骨的發(fā)生；容易消毒。天然生物衍生材料的優(yōu)缺點：優(yōu)點：1 來源豐富造價低廉，2 有天然網狀孔隙結構系統(tǒng)。缺點：1 可塑性差，2 在生產過程中難以控制其質量、3 性能與結構變化不成比例等。第四節(jié)心肌組織工程心肌修復治療方法主要有幾種途徑？直接將細胞移植入病灶區(qū)的細胞治療、促進心臟再生組織。采用組織工程技術發(fā)展替代組織的治療方法。什么是心肌祖細胞？心肌

33、祖細胞：心肌中存在一群心肌祖細胞(cardiacprogenitorcells,CPCS,具有干細胞表面標志Lin-,c-kit和Ki-67,并表達心肌細胞早期基因GATA-4和Nkx2.5。具有干細胞的特點：自我更新、有克隆形成能力、有多種分化潛能，可分化成肌細胞、平滑肌細胞、內皮細胞等?？捎糜谛募〗M織工程研究的種子細胞主要有哪些？(新生或胚胎心肌細胞、胚胎干細胞誘導分化而來的心肌細胞、骨髓間充質干細胞誘導的心肌細胞，骨骼肌成肌細胞、骨骼肌干細胞、成纖維細胞、骨髓單核細胞、臍血干細胞、內皮祖細胞等也可能成為種子細胞或誘導成為種子細胞。)誘導種子細胞向心肌分化的誘導劑主要有哪些？(骨形成蛋白-

34、2、轉化生長因子-3、堿性成纖維細胞生長因子、二甲基亞碉、視黃酸、5氮雜胞昔等)構建EHT(engineeringhearttissue)的要求有哪些？1 .生物相容性：生物材料不能引起機體免疫排斥與炎癥反應。2 .機械整合性：生物材料在移植過程中要易操縱，最重要的是，其機械性能與宿主組織要相匹配，在再生過程中提供機械支持。3 .生物降解性：生物材料的降解率應與宿主組織的再生率相一致，降解產物必須無毒及易排泄。4 .仿生性：模擬宿主細胞外基質成分。5 .制備容易：生物材料必須易獲得并價格便宜。第八章基因治療在組織工程中的應用第一節(jié)基因治療概述一、基因治療的概念1廣義的基因治療(genetherapy)是指應用基因和基因產物治療疾病的一種方法。2狹義的基因治療是指將外界