针织结构周围神经再生导管的结构和性能研究

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1、针织结构周嗣神经再生导管的结构和抖能研究第一章绪论第1节组织工程的发展组织工程是近年来正在兴起的一门新学科，属于生物高技术范畴。组织工程一词最早在1987年美国科学基金会在华盛顿举办的生物工程小组会上正式提出和确定的。组织工程是继细胞生物学和分子生物学之后，生命科学发展史上的又一新的里程碑，它标志着医学将走出器官移植的范畴，步入制造组织和器官的新时代。同时，组织工程学作为一门多学科交叉的边缘学科，将带动和促进相关高技术领域的交叉、渗透和发展，并由此演化出新的高技术产业。组织工程将是21世纪具有巨大潜能的高技术产业，必将产生巨大的社会和经济效益。1．1．1组织工程的原理组织工程是一门

2、制造替代和整体再生新组织的科学，是一门新兴的工程技术学。它至少可以分作两个层面：一个层面是了解组织结构一一功能关系，另一个则是制造生物学替代物，偏重于具有相容性的生物材料。前者包括细胞生物学、分子生物学、生物化学、生物力学及生物流变学等；后者包括材料科学、工程学、生物工程学等。所以，组织工程为跨许多学科领域的交叉学科[1】。组织工程的核心就是建立细胞与生物材料的三维空间复合体，即具有生命力的活体组织，用以对病损组织进行形态、结构和功能的重建并针织结构周罔神经再生导管的结构和性能研究达到永久性替代。其基本原理和方法是将体外培养扩增的正常组织细胞，吸附于一种生物相容性良好并可被机体吸收

3、的生物材料上形成复合物，将细胞．生物材料复合物植入机体组织、器官的病损病分，细胞在生物材料逐渐被机体降解吸收的过程中形成新的在形态和功能方面与相应器官、组织相一致的组织，而达到修复创伤和重建功能的目的。这与传统的二维结构有着本质的区别。其最大的优点在于：1、形成具有生命力的活体组织，对病损组织进行形态、结构和功能的重建并达到永久性代替；2、减轻对供体器官的伤害，可取最少量的组织细胞、经体外培养扩增后，来修复大块的组织缺损，达到无损伤修复创伤和真正意义上的功能重建；3、可按组织、器官缺损情况任意塑型，达到完美的形态修复；4、避免了免疫排斥反应；5、降低了治疗费用。该学科具有显著的科学

4、性、社会性和潜在的商业性，成为边缘科学的前沿，是当前人们竞相研究的热点12,3,41。1．1．2组织工程发展史及研究现状人们对组织工程概念的应用已有了相当悠久的历史，据记载公元前2000年以使用金属来修补骨头，使用丝和毛发来缝合伤口。到本世纪初人们已使用天然组织来修复皮肤，只是由于当时没有免疫反应的知识而未能得到成功。由此放弃了使用天然组织的努力而开始致力于用合成材料作为医用植入物的研究。金属学的进展促进了把金属作为骨重建和牙修补的材料的研究。第一次世界大战期间，不锈钢和其它金属已成为主要矫形植入材料。第二次世界大战后，高分子工业得到了大发展，并发现了大量具有优良性能的新材料。由于

5、最初认为生物材料的高分子应是稳定性越高越好，因此当时主要着眼于涤纶、氟纶和硅橡胶等生物惰性的高分子，直到80年代，在认识到植入物和它周围的组织间存在某种相互作用可有利于创口修复的效果后，／j修正了认识。从而转为将材料科学同免疫学和细胞生物学相结合，设计制备人体器官及组织的代用物，取得了良好的疗效[51。2针织结构周围神经冉生导管的结构和忤能研究组织工程的研究目前已在软骨、骨、肌腱、血管、皮肤、角膜等领域取得了可喜的进展。组织工程研究包括以下三个方面。一、种子细胞研究种子细胞的培养是组织工程的基本要素，细胞主要来源于自体、同种异体、异种组织细胞等。培养的种子细胞将吸附于一种生物相容性

6、良好并可被机体吸收的生物材料上形成复合物。二、细胞外基质的研究生物相容性好、可被人体降解吸收的组织工程支架材料称为细胞外基质(extraeelluarmatrix，ECM)，包括均质状态的基质(蛋白多糖、糖蛋白)和细丝状的胶原纤维。其功能是为细胞提供生存空间，使细胞获足够的营养物质，进行气体交换，并使细胞按预制形态的三维支架生长。组织的3D结构是由细胞．基质和细胞．细胞间的相互作用决定的。聚合物支架在三个尺度范围可以控制组织的生长发育过程：(1)大尺度范围(mm“till级)决定组织总的形状和大小；(2)支架孔隙的形态结构和大小(Hill级)调节细胞的迁移和生长；(3)用于构建支架

7、的材料的表面化学性质(nm级)调节与其相接触的细胞的粘附、繁殖[61。理想的ECM应具有以下特点：①具有一定的机械强度；②生物相容性好，在体内不引起炎症反应和毒性反应；⑨有可吸收性，能彻底地被自身组织所取代；④有可塑性，可塑为任意的三维结构，植入后在体内仍可保持特定形状；⑤表面化学特性和表面微结构利于细胞的粘附和生长；⑥降解速率可根据不同细胞的组织再生速率而进行调整。目前组织工程所应用的材料很多，主要分为以下几类：1．天然ECM：早期人们采用胶原制作人工皮和血管的模型