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3D打印中空管道双交联水凝胶组织工程支架: 2025年; 背景:在培养对结构、氧需求度较高的细胞时,需要构建一个具有中空管道结构的立体生物支架来保证细胞得到足够的营养与氧气。近年来,具有中空管道结构的水凝胶组织工程支架受到广泛关注。目的:以海藻酸钠为基础的生物支架材料结合同轴打印技术制备具有中空管道结构的组织工程支架,通过灌注方式接种细胞验证其生物相容性。方法:制备海藻酸钠-丙烯酰胺混合打印溶液,控制同轴打印过程中的内外层打印速度、海藻酸钠浓度、接收皿中氯化钙浓度等参数实现打印具有中空管道组织工程支架——海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联水凝胶,表征支架的微观形貌与弹性模量;将小鼠成纤维细胞灌注至组织工程支架中空管道内,利用活死细胞染色观察支架的细胞相容性。结果与结论:①通过探究打印过程中的打印参数,当内层打印速度不变时,中空管道的外径随着外层打印溶液的流速提升而提升,内径有略微提升;当外层打印溶液流速不变、内层溶液流速提升时,中空管道支架的外径基本不变,内径有明显提升;②实验结果显示海藻酸钠的最佳浓度为2.5%,过高的浓度不利于多层结构层与层之间的融合,过低的浓度制备出的水凝胶机械性能不足;③海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联水凝胶的弹性模量较高,普遍高于200 kPa,并且随着氯化钙浓度的提升而增大,在内层氯化钙浓度为2%、接收皿氯化钙浓度为0.3%时双交联水凝胶的弹性模量达到最大值(375 kPa);④组织工程支架灌注细胞体外培养后的活死细胞染色显示,细胞沿着中空管道轴向分布且具有较高的存活率,但细胞浓度小于灌注时的细胞浓度;⑤结果表明,海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联水凝胶具有较强的机械性能与良好的生物相容性,可应用在构建具有中空管道的组织工程支架中,并且“先制备支架、后接种细胞”的方式也避免�; 王仁智陈远汾李金玮; 关键词：海藻酸钠丙烯酰胺离子交联

生物3D打印仿生支架促进肩袖损伤后的愈合: 2025年; 背景:大多数肩袖损伤发生于冈上肌腱,由于肌腱组织缺少血管以及肩袖复杂的解剖结构,临床治疗效果非常有限。组织工程技术和干细胞生物学的快速发展为提高肌腱修复质量带来了新的希望。目的:通过生物3D打印技术制备人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架,观察该支架修复肩袖损伤的效果。方法:(1)体外细胞实验:制备明胶微载体,将人脐带间充质干细胞接种于明胶微载体表面构建组织工程化干细胞。制备甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶打印墨水,使用甲基丙烯酸酐化明胶水凝胶打印墨水重悬组织工程化干细胞,放入3D打印机的生物墨水容器中进行打印,蓝光照射固化5 min后即得人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架。通过死活染色、CCK-8实验检测支架内人脐带间充质干细胞的活性。(2)动物体内实验:采用随机区组设计方法将24只SD大鼠随机4组,每组6只:正常组不进行任何处理,肩袖损伤组、单纯支架组、细胞支架组建立冈上肌腱撕裂的肩袖损伤模型,单纯支架组、细胞支架组造模后分别将甲基丙烯酸酐化明胶支架、人脐带间充质干细胞/甲基丙烯酸酐化明胶复合支架植入肌腱损伤处。术后4周,分别进行大鼠行为学测试及肩袖冈上肌腱组织学病理组织形态观察。结果与结论:(1)体外细胞实验:死活染色结果显示,明胶微载体可减轻3D打印过程对人脐带间充质干细胞造成的损伤,随着培养时间的延长,支架内的人脐带间充质干细胞存活率升高;CCK-8实验结果显示,随着培养时间的延长,支架内的人脐带间充质干细胞活性无明显变化。(2)动物体内实验:行为学测试结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组大鼠四肢运动功能明显改善;肩袖冈上肌腱苏木精-伊红与Masson染色结果显示,相较于肩袖损伤组、单纯支架组,细胞支架组肌纤维�; 徐杰酒精卫刘海峰赵斌; 关键词：肩袖损伤人脐带间充质干细胞生物支架

梯度人工骨修复支架调控骨骼系统组织的修复与再生: 2025年; 背景:梯度人工骨修复支架模拟了骨骼系统中的独特特征,在骨骼系统再生中具有巨大的应用潜力。目的:综述梯度人工骨修复支架在骨骼系统组织工程中的最新研究进展,并阐述了其优势与制造策略。方法:由第一作者检索Web of Science和PubMed数据库2000-2023年发表的文献,英文检索词为“gradient,bone regeneration,scaffold”,最终筛选后对76篇文献进行分析总结。结果与结论:①作为骨骼系统组织高效、高质量修复的重要手段,梯度人工骨修复支架目前针对骨组织、骨-软骨、肌腱-骨组织的天然梯度特征进行了仿生设计,这些支架能够一定程度地从结构、成分上模拟原生组织的细胞外基质,从而促进细胞黏附、迁移、增殖和分化,促进受损组织向原生状态再生恢复。②先进制造技术为梯度人工骨修复支架制备提供了更多可能;目前已经开发了通过空间差异化纤维排布和生物活性物质加载构建的梯度电纺纤维支架;分层叠加、分级孔隙率与生物3D打印技术制造的梯度3D打印支架;原位分层注射、简单逐层叠加、冷冻干燥法制造的梯度水凝胶支架;另外还包括其他方式或多方法联用的支架;这些支架在体外实验中展示了良好的生物相容性,在小型动物实验中能够加速组织再生并且观察到组织学结构明显改善。③目前开发的梯度人工骨修复支架仍需进一步优化,提高在梯度尺度上的匹配性,进一步明确材料与组织相互作用,避免降解产物导致的副反应等问题,未来需要结合相关学科优势与临床需求进一步优化。; 张煜徐睿安方蕾历龙飞刘姝妍丁凌雪王悦熹郭子琰田丰薛佳佳; 关键词：骨骼系统骨组织修复静电纺丝水凝胶

抗纤维化与促“H”型血管核壳结构生物支架修复临界骨缺损: 2025年; 背景:在骨组织愈合过程中,促进新生骨的血管化是加速骨组织修复的常用策略,然而骨缺损修复过程中过快的纤维化进程常常被忽略。目的:设计并制备一种具有调节新生骨痂内纤维化及血管化进程的核壳结构仿生支架,表征其物理学特征,验证其体内外抗纤维化与促成骨性能。方法:制备具有调节新生骨痂内纤维化及血管化进程的核壳结构仿生支架,外层壳结构由聚己内酯静电纺丝纳米纤维负载成纤维细胞活化蛋白抑制剂组成,内层核结构由甲基丙烯酸酐明胶水凝胶负载去铁胺组成,表征静电纺丝和水凝胶的物理学特征,利用活死染色与CCK-8实验验证材料的生物相容性。通过成纤维细胞体外实验分析支架壳结构的抗纤维化作用,通过MC3T3-E1细胞体外实验分析支架壳结构中成纤维细胞活化蛋白抑制剂的促成骨作用,通过人脐静脉内皮细胞分析支架核结构中去铁胺的促血管形成作用。通过大鼠临界骨缺损实验评估核壳结构仿生支架的骨修复作用。结果与结论:①核壳结构仿生支架具有良好的生物相容性,静电纺丝技术制备的聚己内酯电纺纤维具有疏水性,在物理层面上有效阻隔外源性纤维组织长入,电纺纤维膜在2周内可有效释放抗纤维化药物成纤维细胞活化蛋白抑制剂,释放的抗纤维化药物可以抑制骨缺损周围成纤维细胞的生长、黏附,有效降低成纤维相关蛋白的表达,同时可促进MC3T3-E1细胞成骨蛋白的表达,加快其矿化速度;支架核结构中的去铁胺可促进人脐静脉内皮细胞的迁移、成管能力,并促进其强烈表达“H”血管特征性蛋白。②在SD大鼠的股骨制造临界骨缺损模型中,相较于聚己内酯膜,核壳结构仿生支架实现了骨缺损的有效修复。③结果表明,核壳结构仿生支架在预防骨痂过度纤维化的同时促进新生骨痂内“H”血管形成,能有效避免骨不连的发生,加速�; 李永航李文铭严才平王星宽向超张袁蒋科陈路; 关键词：静电纺丝聚己内酯抗纤维化

光交联复合水凝胶支架中人牙髓干细胞的成骨/成牙分化能力: 2025年; 背景:甲基丙烯酸酐改性明胶(gelatin-methacryloyl,Gel-MA)与经处理牙本质基质(treated dentin matrix,TDM)在一定比例下经过紫外线交联后形成的复合水凝胶支架具有良好的孔隙率、机械性能、溶胀性能及生物降解率,这为临床上年轻恒牙的牙髓再生提供了新的思路和方法。目的:探究1∶2质量比Gel-MA/TDM复合光交联水凝胶支架对人牙髓干细胞增殖能力及成骨/成牙本质分化能力的影响。方法:将第3代牙髓干细胞接种至1∶2质量比Gel-MA/TDM复合水凝胶支架中,采用CCK-8实验检测人牙髓干细胞在复合水凝胶支架中的增殖能力。将第3代牙髓干细胞接种至1∶2质量比Gel-MA/TDM复合水凝胶支架中并进行成骨诱导,采用碱性磷酸酶染色及茜素红染色观察矿化结节的形成情况,采用RT-PCR检测成牙相关因子(牙本质基质蛋白1、牙本质涎磷蛋白)和成骨相关因子(骨钙素、Runt相关转录因子2)的基因表达。结果与结论:①CCK-8检测结果显示,前7 d的牙髓干细胞增殖能力明显升高,第10天时速度减缓;②碱性磷酸酶染色及茜素红染色结果显示,Gel-MA/TDM复合水凝胶组牙髓干细胞的碱性磷酸酶活性及矿化结节生成强于单纯Gel-MA水凝胶组(P<0.05);③RT-PCR结果显示,Gel-MA/TDM复合水凝胶组牙髓干细胞中牙本质基质蛋白1、牙本质涎磷蛋白、骨钙素、Runt相关转录因子2的基因表达量明显高于单纯Gel-MA水凝胶组(P<0.05),且14 d基因表达量明显高于7 d(P<0.05)。结果表明,培养在1∶2 Gel-MA/TDM复合水凝胶支架上的牙髓干细胞表现出较好的增殖能力,能够强化牙髓干细胞的成骨、成牙本质分化能力。; 杨杜娟程梦可刘佳; 关键词：牙髓干细胞成骨成牙本质

负载纳米钽的液晶显示光固化聚乳酸支架制备及促成骨性能: 2025年; 背景:聚乳酸因具有良好的生物相容性和可控的降解速率在生物医学工程中得到了广泛应用,然而存在机械强度低和生物活性不足等缺陷,限制了其在骨组织工程中的进一步应用。目的:构建聚乳酸/聚多巴胺/钽(PLA/PDA/Ta)骨组织工程支架,探究其生物安全性和体外促成骨性能。方法:利用液晶显示光固化技术制备具有多孔结构的聚乳酸(PLA)支架,将PLA支架分别浸泡在多巴胺溶液与多巴胺-纳米钽混合溶液中分别制备聚乳酸/聚多巴胺(PLA/PDA)支架、PLA/PDA/Ta支架,表征支架的微观形貌与水接触角。将MC3T3-E1细胞分别与PLA、PLA/PDA、PLA/PDA/Ta支架共培养,进行CCK-8检测与活/死细胞染色;成骨诱导分化后,进行碱性磷酸酶、茜素红染色及成骨基因检测。结果与结论:①扫描电镜下可见3种支架均具有互连的多孔三维结构,平均孔径为200μm;PLA/PDA/Ta支架的水接触角低于PLA、PLA/PDA支架(P<0.05);②CCK-8检测显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞的增殖(P<0.05);活/死细胞染色显示3组细胞增殖良好;③碱性磷酸酶与茜素红染色显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞碱性磷酸酶的表达与矿化结节形成;RT-qPCR检测显示,相较于PLA、PLA/PDA支架,PLA/PDA/Ta支架可促进细胞骨形态发生蛋白、Runx-2及Ⅰ型胶原mRNA的表达(P<0.05,P<0.01);④结果表明,PLA/PDA/Ta支架具有优异的促细胞增殖与成骨活性。; 李明哲叶翔凌王冰余翔; 关键词：聚乳酸 MC3T3-E1细胞骨组织工程支架

钙磷生物陶瓷支架的常温自强式3D打印技术与工艺研究: 2025年; 在常温不添加高分子聚合物粘接剂的情况下,首次研发了自强式钙磷生物陶瓷的无需高温后处理的3D打印成型技术与工艺.通过材料表征、孔隙率、力学性能测试和降解性测试对不同配比和不同打印间距的支架进行研究.结果表明,随着HA含量从70 wt.%减小至50 wt.%,浆料粘度与打印成型性变差,孔隙尺寸减小,而60 wt.%HA含量浆料具有良好的打印成型性,所打印的支架结构稳定、均匀.压缩强度随着HA含量的减少而增大,60 wt.%和50 wt.%含量的HA打印的钙磷生物陶瓷支架压缩强度分别为3.61±0.194 MPa(0.6-HTC)和5.28±0.629 MPa(0.5-HTC),能够匹配松质骨的要求.此外,随着打印间距(1 mm、2 mm和4 mm)的增加,支架的压缩强度也随之降低.随着HA含量的增加,钙磷生物陶瓷支架的孔隙率先增大后减小.60 wt.%HA含量的支架孔隙率最大(51.4%),降解性能优异,且降解后能保持完整性.此创新的3D打印技术能够根据临床手术现场患者实际植入部位结构尺寸要求直接打印并调整支架结构和形状,具有极大的应用前景.; 贾倩倩赵雪妮袁海泉李玲娜石国文朱智鹏刘朝阳谷泽鑫; 关键词：3D打印生物降解性

负载钛酸钙取向性静电纺聚己内酯/丝素蛋白支架促进周围神经再生: 2025年; 背景:取向性聚己内酯/丝素蛋白共混静电纺丝支架修复周围神经损伤可促进神经再生,但修复效果有限,还需要进一步结合生物活性材料、生长因子等因素制备仿生神经支架。钛酸钙纳米颗粒具有促进施万细胞间黏附的能力,已被广泛运用于生物医学材料领域。目的:采用静电纺丝技术制备取向性聚己内酯/丝素蛋白-钛酸钙功能化支架,进一步探索该支架对施万细胞活力与黏附的影响。方法:采用静电纺丝技术制备聚己内酯/丝素蛋白支架,通过调整制备过程中的注射器流速、接收装置转速、纺丝时间筛选最优参数进行后续实验。在最优参数下,采用静电纺丝技术制备随机取向聚己内酯/丝素蛋白支架(记为PCL/SF-R)、取向性聚己内酯/丝素蛋白支架(记为CTO-0)及含0.1,0.5,1.0 mg/mL聚多巴胺修饰钛酸钙的取向性聚己内酯/丝素蛋白支架(依次记为CTO-1、CTO-5、CTO-10),表征5组支架的物理性能。将5组支架浸提液分别与大鼠成纤维细胞系(L929)共培养,采用MTT法检测细胞增殖。将大鼠施万细胞系(RSC96)分别接种于5组支架上,进行细胞活力、细胞骨架染色及细胞骨架与细胞黏附相关基因检测。结果与结论:①制备静电纺丝支架的最优参数为:注射器流速15μL/min,接收装置转速1800 r/min,纺丝时间1 h;②PCL/SF-R组水接触角最大、弹性模量最小,CTO-0组水接触角最小、弹性模量最大;CTO-0组支架降解速率低于CTO-1组,并且随着取向性支架中钛酸钙质量浓度的增加,支架的降解速率降低;③5组支架对L929细胞无毒性作用,具有良好的生物相容性;CCK-8检测结果显示,CTO-10可提升RSC96细胞活力;细胞骨架染色结果显示,取向性支架上细胞的长宽比和细胞突起长度均高于随机取向支架;qPCR检测结果显示,CTO-5组、CTO-0组YAP、Cntn2 mRNA表达均高于PCL/SF-R组(P<0.05);④结果表明,取向性聚己内酯/丝素蛋白-钛酸钙支架具有�; 柳小军商雨情管文超许琳琳李贵才; 关键词：钛酸钙聚己内酯周围神经再生

软骨支架材料的制备方法及优缺点: 2024年; 背景:软骨组织工程支架材料是提供空间和结构的平台,对软骨组织的再生至关重要,国内外学者均在尝试采用不同方式制备更理想的软骨组织工程支架材料。目的:综述软骨支架材料的设计原则和制备方式,并进一步探讨各种制备方法的优缺点。方法:应用计算机检索中国知网、万方、PubMed和FMRS数据库1998-2023年发表的与软骨组织工程中支架材料有关的文献,中文检索词包括“软骨修复,软骨组织工程,软骨支架材料,制备方法”,英文检索词包括“Cartilage repair,cartilage tissue engineering,cartilage scaffold materials,preparation”,最终选择57篇文献进行综述。结果与结论:①关节软骨结构特殊,其损伤后的自我修复能力较差,即使发生自我修复其新生的软骨通常为纤维软骨,无论是结构还是力学性能都远远不如正常关节软骨,难以维系正常的功能,通常很快就会发生退行性病变。目前设计制备软骨修复的支架材料需要考虑以下内容:生物相容性和生物降解性、适宜的孔隙结构和孔隙率、合适的力学性能及生物活性。②软骨支架制备的研究取得了显著进展,不断涌现出新的制备方法和优化策略,这些方法各有优劣,可以根据具体需求选择合适的方法为软骨支架的定制化制备和功能性设计提供了更多可能性。; 王泽文李陈致刘家河李炎城吴铭健崔焱李振豪熊婉琦何挺刘保一杨帆; 关键词：软骨损伤软骨修复软骨组织工程

Advances in liver engineering with cell, scaffold, and vascularization: 2024年; Liver tissue engineering is a promising alternative to organ transplantation for the treatment of end-stage liver disease,acute liver failure,and liver-based metabolic disorders.This review discusses the current progress and obstacles in tissue engineering of cell sources,biomaterials,and vascularization strategies,which are key to constructing functional liver tissues.Significant progress has been made in developing available cell sources,tunable biomaterials,and integrating vascular networks.However,challenges remain in replicating the complex architecture and function of the liver.Further research is required to overcome these hurdles and ultimately realize the full potential of tissue-engineered liver constructs in clinical applications.; Chunyan LiuYulian WangXuqian ZhouLei Dong; 关键词：VASCULARIZATION

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