3　骨的组织工程

　　将骨细胞移植于同种异体赋形材料上以产生新骨组织已被成功地应用。Kazuhito等（1993）将软骨细胞种植于羟基磷灰石人工骨上培养，然后植入体内桥接骨缺损获得成功。Begley等（1993）的研究表明，松质骨组织来源的成骨细胞，也能在多孔的羟基磷灰石人工骨块上培养成活。成骨细胞－生物降解聚合物的体外培养并移植于裸鼠体内皮下的成骨作用，以及移植修复裸鼠颅骨缺损，在1994年已有报道。Vacanti等将小牛骨膜细胞种植于多层编织的PGA支架中，然后移植于裸鼠体内，结果证实骨细胞可以增殖而成为骨组织；观察其成骨过程，在最初几星期中，先出现软骨，最后才成熟而形成新骨，这就是软骨化成骨过程。另一实验是将软骨细胞和骨膜细胞合并移植，将两种细胞分别种植于载体中，然后缝合在一起，埋植于动物体内；随着时间推移，证明种植成骨细胞者只形成骨组织，而种植软骨细胞者仅能产生软骨，两者之间出现截然分界的骨-软骨接合面。
　　骨的组织工程学要求被种植的种子细胞必须是有成骨潜能的细胞。目前已分别有研究利用骨外膜成骨细胞、松质骨组织来源的成骨细胞、软骨细胞及骨髓基质细胞作为骨组织工程学的种子细胞。其中，骨髓基质细胞具有取材方便、对供体部位损伤小等优点，临床应用前景更广阔。郭昭庆等〔9〕（1999）将骨髓基质细胞种植于多孔状的羟基磷灰石块上，能在体外培养成活，将这种细胞与载体的复合物异位植入体内后，部分表面能直接成骨，而且是板层骨，新形成的骨表面仍可见活性的成骨细胞，未见软骨形成。陈富林等〔10〕观察了基因重组人骨形成蛋白-2对培养骨髓细胞生物学活性的影响。结果:低浓度的rhBMP2(<0.16 mg/L)对培养骨髓细胞的碱性磷酸酶活性、蛋白质含量均有明显的促进作用,且呈剂量依赖性；高浓度的rhBMP2(>0.16 mg/L)对培养骨髓细胞的增殖也有一定促进作用。余希杰等〔11〕认为：构建组织工程化人工骨应以成骨细胞为中心，在组成成份上包括破骨细胞、血管内皮细胞及类似人体骨骼的有机、无机成份，为成骨细胞提供正常的细胞社会学环境，并含有最佳组合的生长因子缓释系统，促进成骨细胞快速增殖，发挥最佳成骨能力，使植入体内的人工骨能快速血管化，与自体骨自然愈合，早日发挥生理功能。

4　带血管蒂的骨组织工程

　　这是将成骨细胞种植于预制带血管蒂的生物支架材料上，将它作为一种细胞传送装置。实验是用新生胎牛的骨膜细胞种植于聚合物支架上，在动物体内培养2周后，再移植于小白鼠的右股动脉部位。6周时见有软骨细胞形成，包围于骨化小岛四周。最后在12个标本中，有10个显示新骨形成；骨化程度及骨形成密度均随时间推移、血管长入而增加；最终在血管蒂旁形成了有骨小梁的新生骨骼组织，随后进行的带蒂骨组织移植修复骨缺损的效果良好。

5　腱组织工程

　　由于组织工程技术的进步，目前，关于组织工程化肌腱的研究得到很大的发展，主要包括三方面的内容：肌腱细胞外基质替代物的研究、肌腱细胞生物学性质的研究和肌腱细胞与细胞外基质复合的研究。PGA与PLA共聚物，可得到机械性能好，柔韧性好，降解速度可改变的聚合物支架。但存在亲水性差和对细胞吸附力弱等问题。人们在寻找理想的物质来包埋PLGA，增加其亲水性和增强对细胞的吸附力。对材料表面进行分子生物学设计，将一些有生理功能的物质如蛋白质、多肽、酶和细胞生长因子等固定在材料表面，充当邻近细胞、基质或可溶性因子的配基或受体，使表面形成一个能与细胞相适应的过渡层。有实验表明，Fn作为细胞外基质的一种成分，可明显地影响鼠肌腱细胞的活性。在天然的肌腱细胞外基质研究方面，王维民等用动物的肌腱，经组织工程学方法处理，脱去肌腱细胞，获得了天然的胶原支架，这种支架的抗原性大为降低。肌腱组织的免疫原性是由肌腱细胞成分来表达的。通常采用冷冻、冻干及化学处理等方法破坏肌腱中细胞成分，从而降低其抗原性。在促进肌腱细胞分裂增殖研究方面，蔚凡等已成功地建立了人胚肌腱细胞系，并建立了一套肌腱细胞分离、纯化、培养及冻存复苏的方法。肌腱细胞的永生化，是肌腱细胞获得持续生长增殖能力的特性。对腱细胞的永生化不仅在于在排除或控制其致肿瘤的可能性后用于构建人工活性肌腱，更重要的是在于利用它保存了细胞的功能特性和容易长期大量繁殖的特性，为研究肌腱细胞的免疫学和体外构建模式等方面提供容易繁殖的标准细胞株。华西医科大学已经用温度敏感型SV40大T抗原质粒ptsA58H导入肌腱细胞株，成功地为肌腱细胞标准细胞株建立了转化模型〔12〕。目前，对肌腱细胞永生化还需进行深入研究。一些学者的研究表明，在静态培养条件下，肌腱细胞与碳纤维编织带进行联合培养，腱细胞在编织带表面生长，分泌胶原取决于碳纤维的取向排列；而在体内植入实验中，腱细胞能脱离碳纤维，在其间生长、分泌胶原；腱细胞和分泌的胶原有明显的取向性，沿碳纤维平行排列。实际上体内植入后腱细胞处在动态环境中，这种动态环境提供了一个张应力环境，进而使腱细胞在此环境下生长、分泌胶原。曹谊林、Vacanti等从小牛肩、膝部的肌腱获得游离的肌腱细胞，植入索条状未编织的PGA网状支架上；细胞密度为1.5×106/ml，在37 ℃，φ(CO2)25%的条件下培养1周；然后植入小鼠的皮下组织中。结果在6周的标本中，在支架四周均显示排列着拉长的肌腱细胞，埋植于胶原纤维中。在12周标本中，从四周和中心部分已完全和正常肌腱细胞相同〔13，14〕。

责任编辑：姚红祥