組織工程學

組織工程學

組織工程(tissue engineering),是一門以細胞生物學和材料科學相結合,進行體外或體內構建組織或器官的新興學科。

簡介


人體組織損傷、缺損會導致功能障礙。傳統的修復方法是自體組織移植術,雖然可以取得滿意療效,但它是以犧牲自體健康組織為代價的辦法,會導致很多併發症及附加損傷;人的器官功能衰竭,採用藥物治療、暫時性替代療法可挽救部分病人生命,但供體器官來源極為有限,因免疫排斥反應需長期使用免疫抑製劑,由此而帶來的併發症有時是致命的。自80年代科學家首次提出"組織工程學"概念以後,為眾多的組織缺損、器官功能衰竭病人的治療帶來了曙光。

綜述


目前被普遍運用的組織工程學的定義,是由 Langer 和 Vacanti所提出的:
組織工程是結合了工程學以及自然科學為一體的綜合性學科,致力於發展生代材料以修復,替代,提高人體器官及其功能。

組織工程基本原理


從機體獲取少量的活體組織,用特殊的酶或其他方法將細胞(又稱種子細胞)從組織中分離出來在體外進行培養擴增,然後將擴增的細胞與具有良好生物相容性、可降解性和可吸收的生物材料(支架)按一定的比例混合,使細胞黏附在生物材料(支架)上形成細胞-材料複合物;將該複合物植入機體的組織或器官病損部位,隨著生物材料在體內逐漸被降解和吸收,植入的細胞在體內不斷增殖並分泌細胞外基質,最終形成相應的組織或器官,從而達到修復創傷和重建功能的目的。生物材料支架所形成的三維結構不但為細胞獲取營養、生長和代謝提供了一個良好的環境。組織工程學的發展提供了一種組織再生的技術手段,將改變外科傳統的“以創傷修復創傷”的治療模式,邁入無創傷修復的新階段。所謂的組織工程的三要素或四要素,主要包括種子細胞、生物材料、細胞與生物材料的整合以及植入物與體內微環境的整合。同時,組織工程學的發展也將改變傳統的醫學模式,進一步發展成為再生醫學並最終用於臨床。

組織工程建立歷史


組織工程學建立的歷史可回溯到20世紀80年代,美國Joseph P. Vacanti和Robert Langer教授首先提出組織工程研究探索,並在美國《科學》雜誌撰文發表其研究成果。組織工程這一術語是由著名美籍華裔科學家Y. C. Fung教授提出,在1987年被美國國家科學基金委員會確定。在組織工程發展的歷史過程中,科學家應用組織工程技術在裸鼠上成功地形成了具有皮膚復蓋的人耳廓形態軟骨,是一項重大的突破。裸鼠背上的耳朵[圖片]標誌著組織工程技術可以形成具有複雜三維空間結構的組織器官,顯示了組織工程從基礎邁向臨床應用的廣闊前景。
組織工程學
組織工程學
目前組織工程技術可應用於複製各種組織,如肌肉、骨骼、軟骨、腱、韌帶、人工血管和皮膚;生物人工器官的開發,如人工胰臟、肝臟、腎臟等;人工血液的開發;神經假體和藥物傳輸等方面。
參考資料:
曹誼林 主編. 組織工程學理論與實踐. 第1版,上海:上海科學技術出版社,2004,p3-8.
Langer R, Vacanti JP. Tissue engineering. Science, 1993, 260(5 110):920-926.

醫療應用


在波士頓麻省大學醫院,由 J.P.Vacanti首先創製了應用組織工程技術生產的軟骨細胞系。中國青年學者曹誼林博士在 V acanti的實驗室中,於1996年在世界上第一個成功地在裸鼠身上培養製成了人形耳廓軟骨支架。

骨骼缺損修復

傳統臨床使的植骨材料主要分為自體骨、同種異體骨、經特殊處理的異種骨和人工骨材料等,這些手段但都存在適用性和併發症等缺陷。隨著組織工程學技術的發展,改變了治療骨缺損的傳統治療模式。而通過組織工程學手段體外培養骨骼組織作為修復材料,則沒有其它手段的各種缺點,可以達到理想的效果。

角膜

通過體外培養角膜,再移植回人體,讓因為角膜缺失或損壞而失明的人士恢復視力。

皮膚

對於被燒傷、炎症等因素損害的皮膚,通過體外培養皮膚組織移植人體,達到修復皮膚的外形和功能的目的。

意義


組織工程學是80年代提出的一個嶄新概念,融合了工程學和生命科學的基本原理、基本理論、基本技術和基本方法,在體外構建一個有生物活性的種植體,植入體內修復組織缺損,替代器官功能;或作為一種體外裝置,暫時替代器官功能,達到提高生存質量,延長生命活動的目的。它的科學意義不僅在於為解除病人痛苦提供了一種新的治療方法,更主要的是提出了複製"組織"、"器官"的新思想,它標誌著"生物科技人體時代"的到來,是"再生醫學的新時代",是"一場深遠的醫學革命"。

中國組織工程研究


期刊簡介:
《中國組織工程研究》雜誌(原《中國組織工程研究與臨床康復》)由中華人民共和國衛生部主管,中國康復醫學會與《中國組織工程研究與臨床康復》雜誌社主辦。
雜誌的主編:
王岩,教授,解放軍總醫院,研究方向為骨科
中華醫學會骨科分會主任委員,全軍骨科專業委員會主任委員、亞太關節外科學會(APAS)主席、解放軍總醫院骨科主任,主任醫師、博士生導師。
版權信息:
1997年創刊,周刊,每年出版53期。
《中國組織工程研究》雜誌的宗旨為面向國際,立足本土,力爭辦成傳播中國組織工程領域一流學術研究成果和受中國組織工程研究領域專業讀者認可的國際化學術期刊。
曾用刊名:
《現代康復》1997-2001年
《中國臨床康復》2002-2005年
2006年,經新出報刊288號批准,《中國臨床康復》更名為《中國組織工程研究與臨床康復》,變更后國內統一連續出版物號為CN 21-1539/R,ISSN 1673-8225。
《中國組織工程研究與臨床康復》2006-2011
2011年,經新出報刊字 888號文件,《中國組織工程研究與臨床康復》更名為《中國組織工程研究》,變更后國內統一連續出版物號為ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R。
《中國組織工程研究》2012
刊號:ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R
收錄《中國組織工程研究》雜誌的國內外重要資料庫:
● 中國科技論文統計與引文資料庫
● 中國科學引文資料庫(CSCD)
● 中國中文(臨床醫學類)核心期刊(第5版)
● 中國高影響力醫學期刊論文計量報告
● 美國《化學文摘》(CA)
● 荷蘭《醫學文摘庫/醫學文摘》(EM)
● 美國《劍橋科學文摘》(CSA)
● SCOPUS資料庫(SCOPUS)
● 波蘭《哥伯尼索引》(IC)
● 俄羅斯全俄科學技術信息資料庫(VINITI)