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组织工程骨的构建与临床应用探析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:在基础研究取得初步成果的基础上,已有组织工程骨临床应用的报道。在组织工程骨构建的过程中,尚需利用生物体细胞因子促进细胞的增殖、分化过程,促进血管化进程及成骨细胞黏附、增殖,从而改变细胞产物的合成。相信不久的将来,随着科学技术的不断进步发展,组织工程骨会具备更好的性能,为最终实现临床应用,减轻患者痛苦做出应有的贡献。

组织工程骨的构建与临床应用探析

由创伤、退变、感染、遗传、肿瘤等多种原因引起的骨骼损伤、缺损是临床骨科面临的难题之一。因此,组织工程骨成为临床治疗的新希望。组织工程骨是继组织工程软骨之后,开展得较早、成果也较丰富的又一种组织工程产品。在基础研究取得初步成果的基础上,已有组织工程骨临床应用的报道。Vacanti等于1993年将小牛骨膜细胞接种于聚羟基乙酸支架并移植到裸鼠体内,形成了新生骨。Crane等于1995年全面提出了骨组织工程研究的概念、方法及其应用前景。Vacanti等于1998年用患者自体骨髓基质干细胞和多孔珊瑚做成的支架材料在体外成功地构建了组织工程骨。这是组织工程骨临床应用的最早尝试。用于骨缺损修复的植骨术,在美国已成为仅次于输血的组织移植技术。

组织工程骨的主要构建方式是将具有成骨潜能的细胞诱导分化、增殖并复合到适宜的支架材料上,或者搭载部分具有成骨作用的生物活性因子,再进一步植入骨缺损部位,以达到促进修复骨缺损的目的。在这一过程中,应用最多的种子细胞有骨膜成骨细胞以及骨髓间充质干细胞、脂肪干细胞等。骨膜成骨细胞的成骨能力很强,骨髓间充质干细胞与脂肪干细胞则取材方便,具有良好的增殖特性,经诱导可向成骨分化。

组织工程骨支架材料大体可分为两类:①天然材料,具有代表性的有胶原、脱钙骨基质、甲壳素等;②人工合成材料,可分为人工合成高分子材料和人工合成无机材料。人工合成高分子材料主要有聚乳酸、聚羟基乙酸等;人工合成无机材料主要有羟基磷灰石和磷酸三钙等。但为了获得更优质的支架材料以及更接近骨组织的天然微晶纳米结构,常将多种材料混合制成具有仿生纳米结构的复合支架材料。

在组织工程骨构建的过程中,尚需利用生物体细胞因子促进细胞的增殖、分化过程,促进血管化进程及成骨细胞黏附、增殖,从而改变细胞产物的合成。所以在组织工程骨的构建过程中常涉及的生长因子有骨形态发生蛋白(BMP)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)、血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor,PDGF)、胰岛素样生长因子(IGF)、转化生长因子β(TGF-β)、碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)等。

目前,虽然组织工程骨的基础研究以及临床应用已取得一定的进展,但要真正实现组织工程骨临床应用及产品的产业化,仍面临诸多问题,主要有三个方面的问题:①在骨缺损部位的组织工程骨与宿主整合不理想,易出现分层;②组织工程骨血管化的问题仍需进一步研究解决;③关于大面积骨缺损修复的研究较少,且修复效果不理想。相信不久的将来,随着科学技术的不断进步发展,组织工程骨会具备更好的性能,为最终实现临床应用,减轻患者痛苦做出应有的贡献。(www.xing528.com)

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