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组织工程

如红色和蓝色染色细胞的共聚焦显微镜图像所示,将细胞培养基加入24孔板

组织工程和再生医学是以开发生物替代品为目标,修复、维持和改善组织功能或替换有疾病的或受伤的组织的交叉学科领域。硬组织(如骨骼、软骨)和软组织(如皮肤、心血管瓣膜)都可以通过组织工程构建。细胞、骨架和生长刺激信号是工程组织替代物的三大要素。尽管组织工程培养是在体外培养组织,再生医学却结合了组织工程和其他策略,包括细胞疗法、基因疗法和免疫调节来诱使体内组织再生。研究人员也开发了仿生组织构建物作为药物筛选和疾病模型建立的体外模型。  

组织工程涉及在实验室中培养新组织,将骨架、天然组织细胞和生物活性分子融为一体来模仿机体的生物过程。 


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组织骨架具有与天然细胞胞外基质(ECM)类似的功能。它可为细胞的生长、迁移和对信号的反应提供结构和物质环境,为产生的组织提供机械性质,并为驻留细胞的活性调节提供生物活性线索。

模拟天然ECM功能的组织骨架开发策略主要有三种:

  • 将细胞接种在由可降解生物材料预先制备的多孔骨架上,此类可降解材料包括来自同种异体和异种异体组织的去细胞ECM、天然聚合物、生物玻璃和合成聚合物
  • 细胞膜片工程技术,将细胞接种在具有热响应性聚合物涂层的培养皿中,并在细胞汇合后除去聚合物膜片
  • 将细胞包埋在天然或合成聚合物(如3D生物打印的生物墨水)制成的水凝胶基质中



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