Name: 组织工程的实验方法 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-08-30T00:00:00.000+00:00
Duration: 16 min 41 s
Description: 学习微尺度组织工程与干细胞分化技术，探索三维器官构建与再生医学应用。本方法结合微流控技术与生物材料，为药物筛选和移植器官短缺问题提供创新解决方案。

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作者无任何利益冲突需要披露。

组织工程的实验方法

Experimental Approaches to Tissue Engineering

我叫Ali Kamasi，目前担任哈佛大学与麻省理工学院健康科学与技术系的助理教授。我同时在哈佛医学院有联合聘任职位，具体工作单位是哈佛医学院附属的布莱根妇女医院。我的研究领域集中在微尺度组织工程和生物组学领域。我的学术背景最初是化学工程。我在多伦多大学完成了化学工程的本科学习，之后我对更偏向生物学的工程领域产生了浓厚兴趣。因此，我继续在多伦多大学攻读生物医学工程硕士学位，研究方向专注于干细胞分化。然后，我来到麻省理工学院，在罗伯特·兰格（Robert Langer）教授的指导下攻读生物工程学博士学位。在完成博士后研究几个月后，我便就任目前的职位。我们专注的研究领域真正处于生物学、工程学与材料科学的交叉界面。因此，我们试图解决的是生物学家长期以来一直努力回答的问题，但我们的方法是通过引入新技术和新视角来实现以往无法做到的研究方式，以深入理解这些问题。我们试图解决的一个重大医学难题正是器官短缺问题。如何生成可用于移植的三维器官？显然，目前可移植器官严重短缺，许多患者需要进行器官移植，因而存在漫长的等待名单。因此，我们以及组织工程领域的其他研究人员致力于开发一些方法，以构建人工组织。基于相同的理念，目前存在的一个主要问题——同样存在于药物研发和新药发现领域——是如何构建能够体外模拟真实组织的更优模型，从而用于测试药物和化学物质，并观察它们对这类组织所产生的效应。而一旦我们能够准确实现这一点，就能更有效地预测哪些药物真正具有治疗作用。因此，在药物获批后，您就不必再面临召回问题，也不会出现副作用，从而能够实现更高效的药物研发过程。微流控装置属于我们所说的微尺度技术的一个子类。至于这些微尺度技术，或许我应该先从这里开始解释。他们试图模仿生物组织或生物系统的复杂性。大多数细胞的尺寸在几十微米左右。要真正理解这些尺度下的细胞，就需要具备相应的技术，能够在远小于10微米到大于10微米的长度尺度上，对细胞所接触和感知的微环境进行工程化设计。因此，可以对单个细胞进行操作，并能够调控其周围环境。微流控系统使我们能够精确控制可溶性因子向细胞的递送方式。例如，可通过微流控通道在其中生成趋化因子、生长因子或细胞因子的浓度梯度。现在，这使我们能够尝试模拟在正常发育过程中或生物系统内发生的情况，即在整个生物体中存在的浓度梯度实际上会指导细胞的行为，告诉细胞应该执行何种功能。借助微流控系统，我们能够以快速且可控的方式生成这类生物学复杂性，进而直接分析细胞在暴露于此类浓度梯度或具有生物学意义及空间取向的信号时的行为反应。组织工程的起源大约可追溯至二三十年前，其最初理念是尝试将可移植的细胞与材料相结合，从而构建出更优的三维组织。这一领域最初由研究人员探索可生物降解材料开始，尝试将其制成多孔泡沫结构。因此，这些结构具有高度多孔性。随后将细胞接种到这些泡沫材料中。当细胞在泡沫内部移动时，会逐渐定植于

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科研

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Biology

生物学

本文描述了用于构建人类三维肿瘤组织作为测试系统的方法。这些技术基于脱细胞生物血管化支架（BioVaSc）、原代人类细胞和肿瘤细胞系，可在静态条件下以及流动生物反应器的动态条件下进行培养。...

人类三维组织工程 体外 肿瘤检测系统

为了构建高度有序的复杂组织结构，必须将多种材料和细胞类型组装成一个整体复合物。这种组合设计结合了器官特异性的分层细胞片，以及两种不同的生物来源材料，后者包含强韧的纤维基质基础和内皮细胞，以促进新生血管的形成。...

组织工程：构建用于递送分层细胞片的多细胞三维支架

血管化是实现成功组织工程的关键因素。因此，需要可靠的技术来评估组织构建物中血管网络的形成。本文介绍了一种简单且经济有效的方法，用于可视化并定量分析血管化 体内.

用于评估生物材料血管化的全层皮肤缺损模型 体内

本文介绍一种制备功能性组织工程血管移植物的方案，该移植物可用于小鼠体内移植。该方法通过在脱细胞血管支架生物反应器上共接种部分诱导多能干细胞（PiPSC）来源的平滑肌细胞和PiPSC来源的内皮细胞来实现。...

在小鼠模型中组织工程血管的构建与移植

组织工程通常包括 体外 扩增以创建用于组织再生的自体移植物。本研究介绍了一种组织扩增、再生与重建的方法 体内...

压缩胶原中的组织匀浆：一种含细胞的生物移植物用于单阶段重建修复

设计并制造了一种笛卡尔式生物打印机，可实现多种材料在精确且可重复的几何形状中的沉积，同时允许对环境因素进行控制。利用该三维生物打印机，可打印出复杂且具有活性的结构，并能够轻松实现重复制备。...

使用三喷头笛卡尔打印机进行细胞构建物生物打印的活性研究

本指南介绍如何在组织工程腔室内利用显微外科动静脉环或贯穿式血管蒂结构构建体内血管化组织。所生成的血管化组织可用于器官再生、组织缺损修复，以及药物筛选和疾病模型研究。...

通过内在血管化进行组织工程 在体 内 组织工程室

我们提供一种基于微流控生物打印策略的通用方案，用于构建微纤维血管床，其中可进一步将第二种细胞类型接种于该微纤维结构的间隙空间，以生成带血管化的组织和类器官。...

用于构建血管化组织和类器官的微流控生物打印技术

本文展示了一种易于使用的核/壳式三维生物打印装置，可一步法制备中空支架，适用于血管及其他管状结构的组织工程。...

用于管状结构组织工程的核/壳打印支架

本文介绍了一种用于在具有双极的多孔板中平行培养48个组织的工程化结缔组织的制备方案，适用于机制研究、疾病建模和筛选应用。该方案适用于来自不同器官和物种的成纤维细胞，并以人原代心肌成纤维细胞为例进行了演示。...

用于筛选应用的成纤维细胞来源人源化工程化结缔组织

学习微尺度组织工程与干细胞分化技术，探索三维器官构建与再生医学应用。本方法结合微流控技术与生物材料，为药物筛选和移植器官短缺问题提供创新解决方案。

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