研究生細胞技術(shù)緒論

細胞培養(yǎng)是一種技術(shù)，是將真核細胞或原核細胞培養(yǎng)在受人工控制的狀態(tài)下，使其生長繁殖。這項技術(shù)的發(fā)展與方法，與組織培養(yǎng)或器官培養(yǎng)關(guān)系密切。最早的實驗室常態(tài)性動物細胞培養(yǎng)，始于1950年。不過早在19世紀，便已經(jīng)有人提出將活體細胞從原先組織中分離出來的概念。1第一頁，共118頁。細胞培養(yǎng)技術(shù)理論課內(nèi)容一、緒論二、細胞的體外生長大環(huán)境三、培養(yǎng)細胞的生物學特點四、腫瘤細胞培養(yǎng)和雜交瘤技術(shù)五、干細胞的研究2第二頁，共118頁。第一章緒論一、細胞培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展簡史二、細胞培養(yǎng)技術(shù)基本概念三、對細胞培養(yǎng)技術(shù)的評價四、細胞培養(yǎng)的污染問題五、組織工程基本概念六、本室細胞培養(yǎng)與組織工程研究工作簡介3第三頁，共118頁。上世紀初（1907年）美國科學家Harrison和Carrel創(chuàng)建的、以淋巴液為培養(yǎng)基在試管內(nèi)成功地培養(yǎng)了蛙胚神經(jīng)組織。50年代在培養(yǎng)容器、培養(yǎng)液及技術(shù)操作上都進行了大的改進，使細胞培養(yǎng)進入一個突飛猛進的發(fā)展階段。70年代，隨著遺傳缺陷細胞株的培育，雜交瘤技術(shù)制備單克隆抗體，癌基因轉(zhuǎn)染及基因工程出現(xiàn)，使細胞培養(yǎng)技術(shù)不僅用于研究生命科學，也成為生物工程、基因工程和組織工程等學科的生產(chǎn)手段。一、細胞培養(yǎng)技術(shù)發(fā)展簡史4第四頁，共118頁。細胞（組織）培養(yǎng)細胞（組織）培養(yǎng)的概念和進展：細胞（組織）培養(yǎng)是指從生物體內(nèi)取出細胞（組織），模擬體內(nèi)生理環(huán)境，在無菌、適當溫度和一定營養(yǎng)條件下，使之生存、生長并維持其結(jié)構(gòu)和功能的方法。二、細胞培養(yǎng)基本概念5第五頁，共118頁。根據(jù)實驗目的、觀察指標決定組織

（器官）或是單個細胞。細胞培養(yǎng)是用剪碎的小組織塊或分離的單個細胞進行培養(yǎng)，這種培養(yǎng)將會失去原有組織類型及某些生化特征，但它們可以增殖，可以特性化，可以獲得遺傳背景相同的群體，可以保存。培養(yǎng)選材一般來自胚胎組織的培養(yǎng)物；比成體組織更易生存和生長。這主要是因為胚胎組織有更多的胚胎組織干細胞（ESC），它們具有更高的自我更新和多能分化的能力。細胞（組織）培養(yǎng)選材二、細胞培養(yǎng)基本概念6第六頁，共118頁。原代培養(yǎng)一般指細胞從組織中分離在體外生長至傳代之前的細胞培養(yǎng)。這種培養(yǎng)通常是異質(zhì)性，生長緩慢，但比較能代表原組織的類型并表達原組織特性。缺點是在培養(yǎng)過程中會失去許多原組織的細胞。二、細胞培養(yǎng)基本概念原代與傳代培養(yǎng)7第七頁，共118頁。傳代細胞原代細胞生長物或細胞系生長到一定階段，分散成單個細胞，按一定比例接種于新的培養(yǎng)容器內(nèi)稱之傳代。傳代細胞稱之細胞系，可分為兩類：有限細胞系和連續(xù)細胞系。傳代形成的具有各自生物特性或標志的細胞系稱之為細胞株（Cellstrain）。二、細胞培養(yǎng)基本概念8第八頁，共118頁。二、細胞培養(yǎng)基本概念9第九頁，共118頁。細胞純化當細胞分離純化并不完全徹底，培養(yǎng)物中能達到以某種細胞為主（占絕大多數(shù)）的程度。二、細胞培養(yǎng)基本概念是指從原代培養(yǎng)前成分混雜的異質(zhì)性細胞懸液中或者從培養(yǎng)物中獲得單一類型細胞的過程。通過細胞分離和純化得到細胞株或系。細胞富集10第十頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞水組成細胞質(zhì)膠體，是細胞重要的組成部分，占細胞總量的75％～90％。水是細胞內(nèi)外的溶媒，并且直接參加代謝中的各種反應，制備培養(yǎng)液至少需用不含雜質(zhì)的蒸餾水。通常將水分為四種：軟化水脫鹽水（蒸餾水）純水（去離子水）高純水（超純水）11第十一頁，共118頁。1）軟化水：是指硬度降低至一定程度的水。在軟化過程中，僅硬度降低而總含鹽量不變。2）脫鹽水（蒸餾水）：這種水由于去除了強電解質(zhì)，水質(zhì)純，剩余含鹽量在1～5mg/L。25℃時用電導儀測水的電阻率為0.1～1.0×106Ω·cm。3）純水（去離子水）：制備過程是將普通自來水經(jīng)沙過濾后，再經(jīng)陽、陰離子交換樹脂和陽＋陰混合樹脂交換處理。剩余含鹽量在0.1mg/L左右。電阻率為1.0～1.0×106Ω·cm。蒸餾水和去離子水均適用于一般培養(yǎng)液的配制。4）高純水（超純水）：將純水再次純化處理，剩余含鹽量在0.1mg/L以下。25℃時，水的電阻率在1.0～1.0×106Ωcm以上。用于配置組織細胞培養(yǎng)液，并需現(xiàn)配現(xiàn)用。

細胞培養(yǎng)重要名詞12第十二頁，共118頁。飽和密度(Saturationdensity)：在特殊培養(yǎng)條件下，每平方厘米(單層培養(yǎng))或每毫升細胞懸液內(nèi)可達到的最大細胞數(shù)。匯合(Confluent)：指細胞增殖生長相互連接成片占據(jù)所有底物面積現(xiàn)象。超匯合(Superconfluent)：單層細胞培養(yǎng)附在底物上生長，匯合后發(fā)展成多層狀態(tài)。細胞培養(yǎng)重要名詞13第十三頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞傳代(Passage)也稱再培養(yǎng)(Subculture)，把一瓶培養(yǎng)細胞全部或分成幾份再培養(yǎng)的過程。單層細胞培養(yǎng)(Monolayerculture)：培養(yǎng)細胞在底物上生長成單層的培養(yǎng)法。代或世代(Generation)：指細胞經(jīng)過一次分裂完成后至下次分裂的過程。底物(Substrate)：指供細胞貼附生長的實質(zhì)性支持面(如塑料和玻璃等)。14第十四頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞二倍體(Diploid)：指雙倍數(shù)的染色體數(shù)或具有此數(shù)的細胞系。二倍體細胞系或株(Diploidcelllineorstrain)：具有二倍體染色體數(shù)的細胞系或株。非整倍體(Aneuploid)：細胞染色體數(shù)為非整倍數(shù)(人23n)的核型。15第十五頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞核型(Karyotype)：一個細胞全部染色體的組成和所有特征。合核體(Synkaryon)：兩個細胞融合后形成的單核雜種細胞。活力(Viability)：以100個細胞中存活細胞數(shù)表示。16第十六頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞接觸抑制(Contactinhibition)：指細胞相互接觸后失去運動(移動)的現(xiàn)象。接種率(Platingefficiency)：接種細胞培養(yǎng)時細胞能形成克隆的百分數(shù)；如每一克隆均來自單個細胞時，則與克隆形成率等同。接種存活率(Seedingefficiency）：接種一定量細胞后，在一定時間內(nèi)，能貼附于底物上存活細胞的百分數(shù)。17第十七頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞近匯合或半?yún)R合(Sub-confluent)：細胞在底物上生長接近但尚未完全匯合的狀態(tài)(可用而70％、80％或90％等表示)連續(xù)細胞系或永生性細胞系或株(Continuouscellline)：具有在體外可反復傳代無限增殖能力的細胞群。密度抑制(Densityinhibition)：由于細胞密度過大，培養(yǎng)液營養(yǎng)耗盡、代謝產(chǎn)物過多和生存空間消失所引起細胞增殖的抑制現(xiàn)象。18第十八頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞克隆(Clone)：指由從一個共同的祖先通過無性繁殖而來的、遺傳上同一的細胞群或后裔；Clone也可作動詞用，用于指細胞形成克隆細胞群的過程，即從群體中把單個細胞分離出來，通過增殖形成細胞群或后裔的過程；用于分子生物學時，既有繁殖意義也有分離的意義，如分子克隆形成率(CloningEfficiency)：向底物接種單細胞懸液能增殖生長形成細胞群的百分數(shù)。19第十九頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞平分比數(shù)(Splitratio)：細胞再培養(yǎng)時稀釋比數(shù)；如一瓶細胞分入4份100毫升或400毫升中，則平分比為4。器官培養(yǎng)(Organculture)：在體外維持器官、器官的一部分或器官原基的培養(yǎng)法。群體密度(Populationdensity)：培養(yǎng)底物單位面積上單層細胞數(shù)量。群體倍增時間(Populationdoublingtime)：細胞指數(shù)增長期時，細胞群倍增所需的時間。20第二十頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞三維培養(yǎng)(Threedimensionalculture)：把細胞懸液接種在一定立體形態(tài)的支架上，使細胞生長在三維環(huán)境中的培養(yǎng)方法。.貼壁性或錨著依賴性(Anchorage-dependent)：一些細胞依賴于貼附底物或支持物上才能增殖生長的性狀。21第二十一頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞體內(nèi)(Invivo)：指在整體內(nèi)。體外培養(yǎng)(Invitro)：原義為在試管中，即指體外，現(xiàn)與組織培養(yǎng)（細胞培養(yǎng)）一詞等同。細胞融合(Cellfusion)：指兩個獨立的細胞借媒介物(PEG等)融合成雜種細胞的過程。細胞一代時間(Cellgenerationtime)：一個細胞二次分裂的間隔時間。22第二十二頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞細胞雜交(Cellhybridization)：兩個或多個細胞融合形成一個合核體(synkaryon)的過程。細胞系(Cellline)：原代培養(yǎng)物經(jīng)首次傳代成功后即成為細胞系。細胞株(Cellstrain)：通過選擇或克隆法，從原代培養(yǎng)物或細胞系所獲的培養(yǎng)物。懸滴培養(yǎng)(Suspensionculture)：把培養(yǎng)物滴在無菌蓋片上，翻轉(zhuǎn)蓋片覆在凹窩玻片上的培養(yǎng)法。23第二十三頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞懸浮培養(yǎng)(Suspensionculture)：細胞在培養(yǎng)液中呈懸浮狀態(tài)生長的培養(yǎng)方法。亞系(Sub-line)：由原細胞分離出的具有與原細胞系不同性狀的細胞系。亞株(Sub-strain)：由原細胞分離出的具有與原細胞株不同性狀的細胞株。24第二十四頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞有限細胞系(Finitecellline)：細胞系形成后僅能維持有限傳代次數(shù)，最后死亡。雜種細胞(Hybridcell)：指由兩種不同類型細胞通過融合所形成的新細胞。組織移植(Explant)：指組織塊移植培養(yǎng)。25第二十五頁，共118頁。細胞培養(yǎng)重要名詞增代時間(Generationtime)：指細胞一次分裂完了到下一次再分裂的時間（即形成一代的時間）。轉(zhuǎn)染(Transfection)：是指用噬菌體、質(zhì)粒、病毒等為載體與目的基因構(gòu)成的重組子后被導入細胞基因組中的過程。染色體組型圖(Idiogram)：細胞染色體按形態(tài)特征排列的圖形。26第二十六頁，共118頁。

三、對細胞培養(yǎng)的評價（一）培養(yǎng)的組織器官或細胞，能再一定范圍和程度上反映生命活動規(guī)律和機體功能特點。培養(yǎng)的細胞為生命科學和生物醫(yī)學各種研究奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。如：組織（細胞）培養(yǎng)的醫(yī)學生物學意義

藥物篩選，療劑評價，新生物制品研發(fā)，研究病毒及其他微生物，發(fā)現(xiàn)新的傳染因子，組織工程中的支撐技術(shù)等。27第二十七頁，共118頁。細胞培養(yǎng)技術(shù)已經(jīng)成為商品化生物技術(shù)產(chǎn)品的核心。如目前可提供的產(chǎn)品，病毒疫苗：口蹄疫、狂犬疫苗和乙肝疫苗等；非抗體型免疫調(diào)節(jié)劑：干擾素、白介素和集落刺激因子等；多肽生長因子：表皮生長因子和神經(jīng)生長因子等；酶類：組織型纖溶酶原激活劑；激素：EPO和促黃體生成素等；殺蟲劑：桿狀病毒；腫瘤特異抗原；癌胚抗原；通過雜交瘤生產(chǎn)的各種單克隆抗體；細胞本身（如干細胞）；皮膚重植等。（二）細胞培養(yǎng)與生物工程三、對細胞培養(yǎng)的評價28第二十八頁，共118頁。單克隆抗體（單抗）是繼疫苗、重組蛋白后最重要的一類生物技術(shù)產(chǎn)品，是21世紀生物技術(shù)和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的戰(zhàn)略制高點。單抗已成功應用于治療腫瘤、自身免疫性疾病、感染性疾病和移植排斥反應等。29第二十九頁，共118頁。單抗技術(shù)經(jīng)過35年的發(fā)展，歷經(jīng)鼠源性（murine）、嵌合（chimeric）、人源化（humanized）和全人源單抗（humanmonoclonalantibody）四個階段。30第三十頁，共118頁。鼠源性單抗由鼠雜交瘤細胞分泌，免疫原性非常強，可誘導產(chǎn)生人抗鼠抗體，毒副作用明顯，因而大大制約了其臨床應用。全球單抗市場中，人源單抗是其未來的發(fā)展方向，已在歐美上市的32個單抗中，有9個是全人源單抗，13個是人源化單抗。（表1）31第三十一頁，共118頁。32第三十二頁，共118頁。33第三十三頁，共118頁。34第三十四頁，共118頁。35第三十五頁，共118頁。36第三十六頁，共118頁。37第三十七頁，共118頁。38第三十八頁，共118頁。對于生物技術(shù)所使用的各種細胞株的價值，現(xiàn)尚難作出評價。1998年，美國市場就達3.5-4億美元，而且每年還以6-8%的速度增長。美國細胞株供應公司和機構(gòu)及國內(nèi)供應單位可在網(wǎng)上查詢。三、對細胞培養(yǎng)的評價（三）細胞培養(yǎng)技術(shù)的商業(yè)化39第三十九頁，共118頁。三、對細胞培養(yǎng)的評價invitrogan

有關(guān)不同細胞株的用戶論壇ATCC

各種細胞株的主要供應者提供有關(guān)細胞株的篩選Cellsalive

生產(chǎn)各種細胞感染、凋亡其他細胞過程的錄相和圖片Gentest

藥物代謝試驗用的酶和肝細胞主要供應者ExpessionSystems

桿病毒細胞株的主要供應者LifeTech

供應基礎(chǔ)研究用的特異化細胞株40第四十頁，共118頁。三、對細胞培養(yǎng)的評價細胞（組織）培養(yǎng)，包括器官培養(yǎng)終歸是離體培養(yǎng)，缺少生物整體的嚴密聯(lián)系，不能代表整個機體。在進行醫(yī)學生物實驗過程及對結(jié)果的評估都必須考慮這些。（四）組織（細胞）培養(yǎng)的局限性41第四十一頁，共118頁。微生物是一類肉眼不能直接看見，必須借助光學顯微鏡或電子顯微鏡放大幾百倍或幾萬倍后才能觀察到的微小生物。根據(jù)微生物的細胞結(jié)構(gòu)、分化程度和化學組成，可分為3大類：非細胞型微生物:病毒、朊病毒（朊粒）原核細胞型微生物：細菌、支原體、立克次體、衣原體、立克次體和放線菌。真核細胞型微生物：真菌四、細胞培養(yǎng)的污染問題42第四十二頁，共118頁。培養(yǎng)細胞的污染概念包括所有混入培養(yǎng)環(huán)境中對細胞生存有害的成分和造成細胞不純的異物（真菌、細菌、病毒和支原體）、化學物質(zhì)及細胞。四、細胞培養(yǎng)的污染問題細胞培養(yǎng)的檢測和排除空氣：一般培養(yǎng)室環(huán)境中每立方米含菌數(shù)不應超過1~5個器材：CO2溫箱操作血清組織樣本微生物污染的途徑43第四十三頁，共118頁。真菌污染細菌污染支原體污染：可做如下檢測相差顯微鏡檢測熒光染色法電鏡檢查DNA分子雜交或支原體培養(yǎng)方法四、細胞培養(yǎng)的污染問題微生物污染的檢測44第四十四頁，共118頁。把好每一個關(guān)口，盡可能禁止任何有污染的物品進入培養(yǎng)操作環(huán)節(jié)；四、細胞培養(yǎng)的污染問題微生物污染的防治抗生素：一般用常用量的5~10倍作沖擊療法。用藥24~48h后，再換常規(guī)培養(yǎng)液。加溫處理：根據(jù)支原體對熱敏感的特點，將受支原體污染的細胞放置在41℃作用5~10h，最長不超過18h后，以殺滅支原體。動物體內(nèi)接種：將支原體污染的細胞接種在同種動物的皮下或腹腔，借動物體內(nèi)的免疫系統(tǒng)消滅支原體。待一定時間后取出細胞，做原代培養(yǎng)再進行繁殖。45第四十五頁，共118頁。細菌污染46第四十六頁，共118頁。無支原體污染的Hela細胞47第四十七頁，共118頁。Hoechest33258熒光染色檢測

細胞培養(yǎng)中支原體污染被支原體污染的Vero細胞48第四十八頁，共118頁。疑似支原體污染的Vero細胞49第四十九頁，共118頁。藥物清除Vero細胞中支原體污染50第五十頁，共118頁。透射電鏡檢測細胞培養(yǎng)中支原體污染51第五十一頁，共118頁。52第五十二頁，共118頁。Hoechest33258熒光染色檢測細胞凋亡結(jié)果發(fā)生凋亡的Vero細胞53第五十三頁，共118頁。正常的HF細胞54第五十四頁，共118頁。透射電鏡檢測細胞凋亡結(jié)果正常神經(jīng)元凋亡神經(jīng)元55第五十五頁，共118頁。五、組織工程的基本概念56第五十六頁，共118頁。首次獲得由人類胚胎干細胞轉(zhuǎn)化的表皮

據(jù)發(fā)表在2009年11月21日《Lancet》雜志的一篇研究報告，I-STEM*研究所(I-STEM/

Inserm

UEVE

U861/AFM)由Marc

Peschanski主持的課題組成功地利用人類胚胎干細胞生成一塊完整的表皮。該課題組希望未來可以利用這種干細胞作為治療三度燒傷患者和遺傳性皮膚病患者的可替代療法。

人類胚胎干細胞(Human

embryonic

stem

cells

,hES)有兩個基本特征：無限增殖的能力和分化為機體各種細胞的多能性。

57第五十七頁，共118頁。首先，該課題組獲得皮膚干細胞——角質(zhì)生成細胞(keratinocytes)（角質(zhì)生成細胞可以使皮膚得到不斷更新）；然后研究人員先后分別在體外和生物體體表測試分離出來的角質(zhì)生成細胞重新形成功能性表皮細胞的能力。

在細胞生物學和藥理學方法的支持下，能使hES細胞成功轉(zhuǎn)化為表皮細胞。該課題組研究人員已在體外成功地利用角質(zhì)生成細胞重建出來一塊表皮(epidermis)，最后，他們將獲得的表皮移植到免疫能力降低的小鼠上。移植后12周，小鼠移植表皮的局部皮膚區(qū)域完全恢復正常。58第五十八頁，共118頁。59第五十九頁，共118頁。60第六十頁，共118頁。61第六十一頁，共118頁。62第六十二頁，共118頁。肝癌HepG2細胞株白蚊伊蚊C6細胞成人T淋巴細胞白血病細胞株單核巨噬細胞（活化劑刺激）63第六十三頁，共118頁。組織工程最先在美國出現(xiàn)。1987年在華盛頓科學基金會上，人們提出組織工程一詞。1988年組織工程學被正式確認和定義為：組織工程是應用生命科學和工程學的原則及方法，在正確認識哺乳動物的正常及病理兩種狀態(tài)下的組織結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系的基礎(chǔ)上，研究、開發(fā)用于修復、維護、促進人體各種組織或器官損傷后的功能和形態(tài)的生物替代物的一門新興學科。五、組織工程的基本概念64第六十四頁，共118頁。1993年R.Langer和J.Vacant對組織工程概念提出更為簡明的定義：應用工程科學和生命科學的原理，開發(fā)用于恢復、維持及提高受損傷組織和器官功能的生物學替代物。從而使組織工程學研究的內(nèi)容、應用范圍和任務更加明確。組織工程的主要目的或內(nèi)涵是對人體器官和組織修復。五、組織工程的基本概念65第六十五頁，共118頁。組織工程的一個獨特的方面是研究細胞與可吸收支架材料以及與組織形成有關(guān)的環(huán)境因素（包括力學負載）的相互作用，細胞對這些相互作用的反應包括細胞增殖和基質(zhì)的生物合成。組織工程技術(shù)的關(guān)鍵在于通過細胞培養(yǎng)使其數(shù)量增加，以便于獲得足夠多的細胞用于體外構(gòu)建組織，或者將細胞單獨置入體內(nèi)，或者將細胞接種于支架材料后在體內(nèi)再生組織。五、組織工程的基本概念66第六十六頁，共118頁。67第六十七頁，共118頁。68第六十八頁，共118頁。69第六十九頁，共118頁。70第七十頁，共118頁。71第七十一頁，共118頁。五、組織工程的基本概念72第七十二頁，共118頁。組織工程的產(chǎn)生外科學的發(fā)展目前臨床常見的組織器官缺損修復技術(shù)主要有以下三種：五、組織工程的基本概念第一、異體組織移植隨著科學發(fā)展，不僅國外，現(xiàn)在我國同樣也能進行多種大的器官，如心、肺、腎和腸等的移植。但在當前器官移植中，仍存在著兩個關(guān)鍵的問題：一是所移植的組織或器官的相容性，即來自異體的替代物，易發(fā)生免疫反應，終會被排斥掉，難以永久替代受損組織器官的功能；其次是供體來源嚴重不足。73第七十三頁，共118頁。第二、自體組織移植這種移植是比較理想的，一般不會引起免疫排斥反應。但為修復病損組織，須以犧牲人體正常組織為代價，結(jié)果又形成了供獻部位新的組織缺損，是一種以創(chuàng)傷修復創(chuàng)傷的治療模式。另外自體移植尚存在著潛在的其他影響，這是因為體內(nèi)各種組織存在著局部調(diào)控問題，組織異位可能引起功能紊亂，例如以皮膚代替食管，30年后可能引起皮膚癌；排尿通道異位導入大腸，20~30年后可引起大腸癌。五、組織工程的基本概念74第七十四頁，共118頁。第三、應用人工合成組織代用品

該類代用品植入體內(nèi)后，易導致異物反應以及繼發(fā)感染，而最終被排出體外；金屬替代物能引起周圍組織萎縮，進而需要采取矯正措施。改善上述醫(yī)療技術(shù)的追求成為組織工程產(chǎn)生的巨大動力。五、組織工程的基本概念75第七十五頁，共118頁。巨大需求促發(fā)展

當前對組織器官有需求的患者有增無減，如在美國等候組織器官的名單上，平時就有65000人（Vacanti，2000）；按我國人口多于美國5倍粗算，等候者至少也有30萬之眾，有統(tǒng)計說我國燒傷患者每年達百萬之眾。從理論上說，人體所有組織器官都可以進行修復和重建。不過現(xiàn)時的組織工程，畢竟仍在發(fā)展和完善之中，雖能在相當多的組織器官中應用，效果也很好，但還不能用于所有人體的器官，然而，組織工程的應用趨勢已日益廣泛，效果越來越理想；組織工程全面應用之日和效果更加完美之時，將不會遙遠。五、組織工程的基本概念76第七十六頁，共118頁。實用性組織工程的最大特點是比其他生物工程更具有實際意義，組織工程的直接目標就是臨床應用。五、組織工程的基本概念科學綜合的產(chǎn)物20世紀以來所出現(xiàn)的各種工程科學：基因工程、遺傳工程、細胞工程以及組織工程等生物工程，都是科學發(fā)展的必然。所有學科都有交叉性，組織工程更是如此。77第七十七頁，共118頁。組織工程作為一種新興學科具有以下優(yōu)點：能形成具有生命力的活體組織，對疾病損傷進行形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能的重建，并進一步達到永久性替代；

可以用最少量的組織細胞（甚至可用組織穿刺的方法獲得），經(jīng)體外培養(yǎng)擴增后，來修復大塊的組織缺損，完成無損傷性組織結(jié)構(gòu)和功能的重建；

可按組織、器官缺損情況任意塑型，達到完美的形態(tài)修復。

五、組織工程的基本概念78第七十八頁，共118頁。組織工程的實施需有以下幾個基本條件：需要有受者機體所能接受的細胞或組織。需要有支持細胞附著和生長的物質(zhì)和材料（可取自受者，或人工合成物和陶瓷等）。需要有誘導、調(diào)控組織細胞生長增殖和分化調(diào)控物質(zhì)，如生長因子、促血管生長因子等信號轉(zhuǎn)導分子等。五、組織工程的基本概念79第七十九頁，共118頁。五、組織工程的基本概念80第八十頁，共118頁。五、組織工程的基本概念組織工程展望一、種子細胞的研究進展1.成體干細胞的可塑性研究2.胚胎干細胞的研究3.人胚胎組織細胞

4.異種細胞的研究

5.種子細胞的擴增及應力與生長的研究

81第八十一頁，共118頁。二．支架材料的研究進展

支架材料作為組織工程的人工細胞外基質(zhì)，為細胞的停泊、生長、繁殖、進行新陳代謝和形成新組織提供支持。由于人體組織結(jié)構(gòu)的特殊性，尚難以確定哪幾種材料為最佳支持材料。目前研究較多的有以下幾種：五、組織工程的基本概念1、可降解高分子材料

2、陶瓷類材料

3、復合材料4、生物衍生材料

82第八十二頁，共118頁。三、組織構(gòu)建研究進展

（一）組織工程骨的構(gòu)建1.單純構(gòu)建

2.復合構(gòu)建3.血管化構(gòu)建

五、組織工程的基本概念（二）組織工程軟骨的構(gòu)建1.無支架離心管培養(yǎng)

2.軟骨細胞與支架材料復合構(gòu)建3.雙層支架構(gòu)建

83第八十三頁，共118頁。（三）組織工程肌腱的構(gòu)建

1.肌腱細胞與復合構(gòu)建2.應力場三維培養(yǎng)

五、組織工程的基本概念（四）組織工程周圍神經(jīng)的構(gòu)建

1.在導管中接種雪旺細胞2.雪旺細胞與三維支架復合構(gòu)建

3.在支架材料上分次接種雪旺細胞4.生物反應器構(gòu)建

84第八十四頁，共118頁。（五）組織工程皮膚的構(gòu)建

1.組織工程表皮

2.組織工程真皮3.表皮-真皮復合構(gòu)建

五、組織工程的基本概念四、組織工程臨床應用

（一）組織工程骨的臨床應用（二）組織工程軟骨的臨床應用（三）組織工程皮膚的臨床應用

85第八十五頁，共118頁。五、組織工程的基本概念組織工程尚需研究的科學問題一、種子細胞的進一步研究（一）細胞來源研究組織工程的種子細胞可有以下來源：自體細胞、同種異體細胞和異種細胞。86第八十六頁，共118頁。自體細胞五、組織工程的基本概念87第八十七頁，共118頁。五、組織工程的基本概念88第八十八頁，共118頁。同種異體細胞

五、組織工程的基本概念89第八十九頁，共118頁。構(gòu)建工程化組織需要大量形態(tài)、功能均好的種子細胞，多種生物反應器的研究成功及生長因子的應用，已為快速、大量擴增細胞提供了技術(shù)平臺，但存在以下問題尚需研究。

五、組織工程的基本概念二、細胞培養(yǎng)技術(shù)1.快速擴增細胞的形態(tài)、功能檢測2.生長因子的應用3.細胞生長與應力的關(guān)系90第九十頁，共118頁。三、支架材料的研究四、細胞支架材料的相互作用五、動物體內(nèi)植入試驗六、臨床驗證研究七、檢測及評價八、產(chǎn)業(yè)化研究

組織工程產(chǎn)品按我