组织工程及其相关材料.ppt

体外克隆人体器官应用于临床移植治疗是干细胞研究的又一个重要方向。其目标是用病人的体细胞移植到去核的卵母细胞内，经过一定的处理使其发育成囊胚，再利用囊胚建立胚胎干细胞，在体外进行诱导分化成特定的组织或器官，再将这些组织或器官移植到病人身上。从理论上讲，利用干细胞技术，将从根本上解决同种异体器官移植过程中最难的免疫排斥反应问题，同时还较好地解决了组织器官的来源问题。 第31页，共55页，编辑于2022年，星期二 （２）支架材料制备技术的研究 支架在组织工程中的作用： 为吸附在支架材料表面的细胞提供一个便于生存的三维空间，以利于细胞获得足够的营养物质和进行营养物资的交换，并能够排斥废物;（关键词：吸附、三维连通孔隙） 为细胞的迁移、铺展、生长、分化和最终发育形成具有特定形态功能的器官或组织奠基。（关键字：材料的表面特性、降解性） 第32页，共55页，编辑于2022年，星期二 组织工程支架材料的要求 符合生物安全性要求 合适的可生物降解吸收性 合适的孔尺寸、高孔隙率和相连的孔形态 特定的三维外形 高表面积和合适的表面理化性质 与植入部位组织力学性能相匹配的结构强度 （关键技术：材料的设计、制备） 第33页，共55页，编辑于2022年，星期二 支架设计及制备技术 支架材料 天然高分子材料 合成降解聚合物 生物陶瓷 生物复合材料 第34页，共55页，编辑于2022年，星期二 合成聚合物材料 聚丙烯酸及其衍生物 聚乙二醇及其共聚物 聚乙烯醇 聚交酯 聚乳酸（PLA） 聚（D,L-乳酸-co-乙醇酸）（PLGA） 聚乙交酯（PGA）等 第35页，共55页，编辑于2022年，星期二 其它形态支架的制备技术 微球基质 静电液滴、乳化 纤维支架 静电纺丝 管状支架 无纺网粘合 溶剂流涎和挤塑 第36页，共55页，编辑于2022年，星期二 在 上述的各种制备技术中急需解决的是支架强度问题 此外，对于一些合成的聚合物因其生物活性的其缺乏尚 还需要进行必要的表面处理，而无机材料则没有此必要。 第37页，共55页，编辑于2022年，星期二 生物材料的表面工程 仿生表面工程（工程化生物材料表面引发特定的细胞生理响应，给细胞创造一个良好的人工ECM环境） 要求：良好的生物相容性；适宜的表面亲水－疏水平衡；具有较强的细胞识别功能；适宜的表面拓扑结构；可消除非特异性识别；易于加工和成型。 第38页，共55页，编辑于2022年，星期二 第39页，共55页，编辑于2022年，星期二 第40页，共55页，编辑于2022年，星期二 一、培养细胞的生存条件 （1）无污染的环境 由于体内存在着强大的免疫系统和解毒器官（如肝等），对于入侵的有害物质可以进行防御和清除，使细胞免受危害。 如果在体外细胞受到污染，则细胞就将凋亡。所以无污染的环境是细胞生存的首要条件。 第41页，共55页，编辑于2022年，星期二 （2）基本的营养物质的保证 培养细胞所需要的营养物质与体内的基本相同。体外培养细胞的营养是由细胞培养基提供的。 培养液已经商品化，为培养细胞提供了极大的方便。（商品号如：RPMI1640、TC199、MEM等。 由于各种细胞的培养条件的不同，在大多数的培养液中还需要添加血清（如小牛血清等），以提供包括生长因子在内的多种微量蛋白质成份等。或者也有直接添加生长因子或细胞因子的情况。 第42页，共55页，编辑于2022年，星期二 关于组织工程及其相关材料 第1页，共55页，编辑于2022年，星期二 8.1 组织工程的基本概念和研究进展 8．1．1 组织工程学产生的背景 （1）随着人类物质、文化生活水平的提高，对损伤、疾病的治疗要求越来越高，不仪要求治好伤、病，还要求良好的功能及完美的外形，应用传统的治疗方法难以达到如此完善的地步，需要寻找新的治疗途径。 。 当前修复缺损器官的主要方法： 自体移植、异体移植、组织代用品（如假肢等。） 问题点很多 ？？ 第2页，共55页，编辑于2022年，星期二 （2）细胞生物学技术的高速发展 自从20世纪50年代以来： 利用养分和酶已经将组织离解为有功能的细胞成分，体外细胞培养技术的研究也得到了长足的进步；使大规模细胞的培养成为可能； 细胞组织类型培养技术的普及，以及对体外细胞作用的认识和理解，为重建有功能的组织成为可能； 细胞生物学、生物分子、材料科学、临床医学及其生物工程等多学科的发展也为组织工程的建立奠定了坚实的基础。 第3页，共55页，编辑于2022年，星期二 （3）巨大的市场需求为组织工程学发展注入了动