能量传递视野之稀土夹杂微纳米发光材料之制备及发光性能研究

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1、能量传递视野之稀土夹杂微纳米发光材料之制备及发光性能研究第一篇文献综述第1章干细胞与骨组织再生的研究进展1.1干细胞的研究进展干细胞的概念起源于19世纪末期，起初它作为一种假说来解释某一组织（如血液、皮肤、肌肉和骨组织等）的自我更新能力。许多年以后，学者们通过不断发展的研究手段进一步确定了干细胞在体内移植后所具有的增殖和分化能力，自此干细胞作为一种独立的细胞种群被广泛地研究[14]。当前所谓的间充质干细胞（Mesenchymalstemcells，MSCs）的概念于经典的骨髓异位移植实验[15]。然而早在19世纪以前，Tavassol

2、i和Crosby的研究就已经有力地证明骨髓具有潜在的成骨分化能力。但是起初间充质干细胞和已分化的成骨细胞没有明确的划分界限。直到十九世纪六、七十年代，Friedenstein和他的团队通过异位骨髓移植等一系列实验证明了骨髓的骨再生能力于多种细胞中的一个独立的群体。这些细胞与造血干细胞不同，它们是一种贴壁细胞，存在于骨髓基质之间。随后，Friedenstein和他的团队又取得了另一个突破，他们将骨髓细胞进行接种培养后获得了纯系的间充质干细胞。并且，他们将这些纯系的骨髓间充质干细胞放大培养并对其染色体进行标记后植入机体，在体内的多处骨骼组

3、织中都能发现它们分化后的产物。当时，这些细胞被称为成骨干细胞或骨髓基质干细胞。这些发现最初只是在实验性的血液学研究方面起到了一定的启示作用，直到1978年，干细胞微环境这个假说才被Schofield提出，他在研究中指出间充质干细胞在骨髓组织中存在于一个单独的细胞微环境中[16]。随后，Dexter和Allen相继证实了这个假说[17]。虽然这个学说已经建立，并且有大量的实验数据支持，但是这些没有造血功能的干细胞仍然没有在世界范围内被接受，直到1999年另外一个类似的研究被报道出来[18]。在人胚胎干细胞（Embryonicstemce

4、ll，ESC）被成功分离的同时，先前被称作基质干细胞或成骨干细胞的细胞群体才被正名为间充质干细胞，随后这一术语在全世界范围被逐渐接受[15]。在很多人眼中，MSCs是一种于出生后的人体并具有高分化潜能的干细胞，其应用前景比最初的ES更广泛。间充质干细胞这个概念指的就是存在于骨髓基质间，没有造血功能的干细胞。然而，在当前的MSC研究领域，仍然还有许多未知的方面，如：干细胞生物学的基本原理是怎么样的？MSCs的评估标准是什么？干细胞这个概念如何被应用？MSCs预期的临床应用是什么？1.1.2干细胞的可塑性成熟的干细胞是具有多分化潜能的，它

5、们能够分化成为三个胚层的细胞[19-21]。干细胞的可塑性可以使其分化成为多种类型的细胞。造血干细胞（HSCs）是能够分化成为所有类型的血细胞的干细胞。它分化的细胞类型主要包括：骨髓细胞系（单核细胞、巨噬细胞、中性粒细胞、嗜碱性粒细胞、红细胞、巨核细胞/血小板和树突状细胞）和淋巴细胞系（T淋巴细胞、B淋巴细胞和NK细胞）。此外，HSCs还可以分化成为其它三种细胞类型：脑细胞（神经细胞、少突神经胶质细胞和星形细胞）；骨骼肌和心肌细胞；以及肝细胞。骨髓间质干细胞（BMSCs）除了能分化成为骨骼肌细胞，还能分化成成骨细胞、软骨细胞、脂肪细胞

6、以及其它类型的肌细胞，像心肌细胞等[21]。由于干细胞具有可塑性，所以可以利用一种干细胞进行多种组织的再生与修复研究。干细胞诱导分化是指在分子水平上使干细胞定向分化为某种细胞系的过程。目前已经有大量研究表明，微环境能够有效地影响多潜能MSCs的分化，其中微环境因素主要包括：激素、细胞因子、生长因子（如TGF-β、BMP等）、细胞密度和支架材料等[22]。虽然合适的机械刺激对软骨细胞和成骨细胞的表型以及细胞外基质沉积的促进作用已经很明确，但是很少有文献报道机械信号对干细胞的影响，然而，机械刺激对干细胞分化的影响是不容忽视的[2

7、3]。第二篇研究内容第1章多级孔生物活性玻璃微管材料的设计及其生物活性表征目前，由于具有中空的微/纳米孔隙结构的支架材料在组织修复、药物/基因的传递以及医疗诊断等方面表现出良好的应用前景，类似的材料体系越来越多地引起相关学者的研究兴趣[155-158]。在骨组织工程方面，虽然孔隙的存在会在一定程度上降低支架材料的机械性能和抗压能力，但是经过适当的调整和巧妙的设计，孔隙材料不仅在结构上可以模拟骨组织生长的细胞外基质环境，而且材料的孔隙可以用来携带活性因子或药物，从而成为一种良好的骨修复材料。介孔生物活性玻璃（MBG）由于其在骨骼/牙齿重

8、建和替换方面的功能而得到骨组织工程领域越来越多的重视[3-5]。然而，由于MBG的孔径有限，不利于细胞粘附和营养物质的转运，这也是MBG材料最大的缺点[159]。因此，若将MBG的介孔结构和管状的大孔结构结合起来，势必将