组织工程及其相关材料.ppt

（２）支架材料制备技术的研究支架在组织工程中的作用：为吸附在支架材料表面的细胞提供一个便于生存的三维空间，以利于细胞获得足够的营养物质和进行营养物资的交换，并能够排斥废物;（关键词：吸附、三维连通孔隙）为细胞的迁移、铺展、生长、分化和最终发育形成具有特定形态功能的器官或组织奠基。（关键字：材料的表面特性、降解性）第32页,共55页，星期六，2024年，5月组织工程支架材料的要求符合生物安全性要求合适的可生物降解吸收性合适的孔尺寸、高孔隙率和相连的孔形态特定的三维外形高表面积和合适的表面理化性质与植入部位组织力学性能相匹配的结构强度（关键技术：材料的设计、制备）第33页,共55页，星期六，2024年，5月支架设计及制备技术支架材料天然高分子材料合成降解聚合物生物陶瓷生物复合材料第34页,共55页，星期六，2024年，5月合成聚合物材料聚丙烯酸及其衍生物聚乙二醇及其共聚物聚乙烯醇聚交酯聚乳酸（PLA）聚（D,L-乳酸-co-乙醇酸）（PLGA）聚乙交酯（PGA）等第35页,共55页，星期六，2024年，5月其它形态支架的制备技术微球基质 静电液滴、乳化纤维支架 静电纺丝管状支架 无纺网粘合 溶剂流涎和挤塑第36页,共55页，星期六，2024年，5月在上述的各种制备技术中急需解决的是支架强度问题此外，对于一些合成的聚合物因其生物活性的其缺乏尚还需要进行必要的表面处理，而无机材料则没有此必要。第37页,共55页，星期六，2024年，5月生物材料的表面工程仿生表面工程（工程化生物材料表面引发特定的细胞生理响应，给细胞创造一个良好的人工ECM环境） 要求：良好的生物相容性；适宜的表面亲水－疏水平衡；具有较强的细胞识别功能；适宜的表面拓扑结构；可消除非特异性识别；易于加工和成型。第38页,共55页，星期六，2024年，5月第39页,共55页，星期六，2024年，5月第40页,共55页，星期六，2024年，5月一、培养细胞的生存条件（1）无污染的环境由于体内存在着强大的免疫系统和解毒器官（如肝等），对于入侵的有害物质可以进行防御和清除，使细胞免受危害。如果在体外细胞受到污染，则细胞就将凋亡。所以无污染的环境是细胞生存的首要条件。第41页,共55页，星期六，2024年，5月（2）基本的营养物质的保证培养细胞所需要的营养物质与体内的基本相同。体外培养细胞的营养是由细胞培养基提供的。培养液已经商品化，为培养细胞提供了极大的方便。（商品号如：RPMI1640、TC199、MEM等。由于各种细胞的培养条件的不同，在大多数的培养液中还需要添加血清（如小牛血清等），以提供包括生长因子在内的多种微量蛋白质成份等。或者也有直接添加生长因子或细胞因子的情况。第42页,共55页，星期六，2024年，5月（3）温度人和哺乳动物培养的细胞最适宜的温度是35～37℃，偏离此范围，细胞的正常代谢和生长就要受到到影响。细胞对低温的耐受力较高温强，温度上升不超过39℃时，细胞代谢强度与温度成正比，温度低于0℃时，细胞代谢随温度降低而减慢，但是对细胞无伤害作用，一旦再放置于37℃培养，细胞还能够生长。若置于冰点以下，细胞将死亡，但是，若在培养液中添加保护剂（如甘油），封入安瓶中，即可在液氮中冷冻保存，复苏后还可以继续生长。第43页,共55页，星期六，2024年，5月（4）气体环境和氢离子浓度气体也是细胞生存的必要条件之一。所需的气体为氧气和二氧化碳。氧气参入三羧酸循环，产生能量供细胞的生长、增殖和合成各种物质。二氧化碳既是细胞代谢产物也是细胞所需要的成份，主要是与维持培养基的PH值有关。大多数细胞耐酸性强于耐碱性，在偏酸环境中更利于细胞生长。为维持培养基的PH值，常用CO2/HCO3-和磷酸缓冲溶液体系来完成。通常的培养基的PH值在6.8-7.2之间。第44页,共55页，星期六，2024年，5月（5）渗透压大多数细胞对渗透压有一定的耐受性。人血浆的渗透压为290mOsm/kg，可以视为培养基的理想渗透压。实验控制值的范围为：230－320mOsm/kg。第45页,共55页，星期六，2024年，5月二、培养细胞的类型与生命期（1）体外培养细胞的类型体外培养的细胞种类很多，主要的分类方法是根据细胞在培养皿中是否贴附支持物上生长性质分成两大类：贴附细胞：如成纤维细胞、上皮细胞、游走细胞等悬浮细胞：如淋巴细胞等。