一种新型在体组织工程室的建立及其微环境分析和应用研究

发布时间：2018-05-04 22:05

  本文选题：组织工程 + 组成工程室　； 参考：《第四军医大学》2014年博士论文

【摘要】：组织工程是过去十多年组织修复领域受到广泛关注，并投入大量人力物力开展研究的课题，已经取得了长足的进步，并已在实验室成功培养出了骨、软骨、肌腱、皮肤等多种组织或器官。但是，随着研究的深入，多数研究者发现，培养皿中培养出的组织和器官无论从外观、质地、结构和生物力学性质均无法达到临床应用要求，与正常组织仍然有很大的差别，而现在常用的裸鼠皮下培养过渡的方法虽然可以获得更好的生物力学效果，但裸鼠细胞的混入和血管侵犯，会导致组织工程产品的继发性损伤或变形，这成为组织工程组织向临床过渡的瓶颈问题。通过文献复习我们发现，组织工程室可为组织工程产品的体内过渡提供理想的场所，而试验动物皮下腔隙内的渗液可支持细胞的生长和存活。同时我们在预实验中已初步证明我们自行设计的在体组织工程室可构造出有软骨结构的组织工程软骨。因此，在实验动物体内构造一个相对封闭的独立的，并且能够模拟裸鼠皮下的空间环境有望能为组织工程产品进一步成熟提供一个新思路。本课题拟用一种新型的在体组织工程室来解决此问题，通过完善此模型的稳定性并研究组织工程室内的微环境，摸索此模型的具体使用条件，为组织工程产品的最终临床应用提供理想的过渡环境。 本课题的模型是采用我们自行设计的多孔硅胶球组织工程室。根据实验需要，我们用医用硅胶设计不同外径、孔径、打孔率等不同规格的组织工程室模型，按外径的不同分别将其埋置于大鼠和兔皮下。随着时间的推移，组织渗液会渐渐充满硅胶球，通过对硅胶球内渗液产生速度的分析，我们发现不同规格的组织工程室产生渗液的速度有所不同，孔径大，打孔率高的组织工程室内渗液产生较快，但是无论何种规格的组织工程室，其内部最终均会被渗液所充满。为了验证组织工程室内的微环境是否满足种子细胞的成活和增殖，我们用组织工程室内渗液对不同来源的细胞进行体内/外培养，结果显示组织工程室内的渗液微环境可满足组织工程产品过渡的需要。同时，利用生化分析仪和ELISA法，测定组织工程室内渗液的主要成分，我们发现渗液中的主要营养物质和生长因子，如TP、 ALB、 GLU、 K+、 Na+、Cl-、VEGF、 bFGF、 TGF-β、 IGF-1和PDGF-BB等含量稳定且均高于普通培养基（P＜0.01），可为种子细胞-支架复合物提供一个良好的生长增殖空间，为进一步的研究打下了基础。 组织工程软骨是最有希望应用于临床的组织工程产品之一，为了验证组织工程室的可行性，我们进行了应用多孔硅胶球组织工程室模型构建组织工程软骨的研究。首先我们分离了兔耳软骨细胞作为实验用种子细胞，用PLGA和Matrigel作为支架材料在体外构建组织工程软骨的细胞-支架复合物，结果显示种子细胞和支架材料在体外的相容性良好。将构建好的细胞-支架复合物体外培养4周后，除一部分继续体外培养外，，将剩余复合物置入组织工程室内进行体内培养，继续培养12周后取材分析。通过大体观察和组织病理学分析我们发现，两种支架材料无论通过体外还是体内+体外的培养模式，均可形成具有软骨组织结构的组织工程产品，但以Matrigel作为支架材料所构建的产品质软，生物力学指标无法达标；而以PLGA为支架材料可以构建出有良好外观和生物力学强度的组织工程软骨，有望成为可实际应用的组织工程产品。 通过本课题的研究我们可以得出，多孔硅胶球组织工程室内的渗液微环境可以为组织工程产品的构建提供一个良好的过渡场所，其含有的丰富营养物质和生长因子较传统的培养基相比能提供更优的细胞/组织生长环境。利用此组织工程室我们已成功的构建出具有良好生物学指标的组织工程软骨，初步证明了其可行性，为今后利用此模型构建出其他组织工程产品和进行细胞移植奠定了基础。
[Abstract]:Tissue engineering is a subject of extensive attention in the field of tissue engineering in the past ten years , and a great deal of manpower and material resources have been put into practice to carry out the research . However , as the research progresses , most researchers have found that the tissue engineering chamber can provide ideal place for the transition of tissue engineering .

In order to verify whether the micro - environment in the tissue engineering room meets the needs of the transition of tissue engineering products , it is found that the main nutrients and growth factors , such as TP , ALB , GLU , K + , Na + , Cl - , VEGF , bFGF , TGF - 尾 , IGF - 1 and PDGF - BB in the tissue engineering room are stable and higher than that of common medium ( P < 0.01 ) .

Tissue engineering cartilage is one of the most promising tissue engineering products . In order to verify the feasibility of tissue engineering , we have conducted a study on the construction of tissue engineering cartilage using porous silica gel ball tissue engineering chamber model .
The tissue engineering cartilage with good appearance and biomechanical strength can be constructed with PLGA as scaffold material , which is expected to be an actual tissue engineering product .

Through the research of the subject , we can conclude that the liquid - liquid microenvironment inside the porous silica gel ball tissue engineering can provide a good transition site for the construction of tissue engineering products , which can provide a better cell / tissue growth environment than the traditional culture medium . The tissue engineering cartilage with good biological index is successfully constructed by using the tissue engineering chamber , and the feasibility is preliminarily proved , and the foundation for constructing other tissue engineering products and carrying out cell transplantation is provided for the future use of the model .

【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318

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6 迟宝荣;孟祥伟;孙艳;胡春光;姜金兰;;组织工程肝构建的实验研究[A];中华医学会第七次全国消化病学术会议论文汇编（下册）[C];2007年

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本文编号：1844858