专题四干细胞与组织工程技术-生物探索教学文案.ppt
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1、专题四干细胞与组织工程技术-生物探索一 “组织工程”的概念 1“组织工程”的产生和发展 组织、器官的损伤或功能障碍是人类健康所面临的主要危害之一,也是人类疾病和死亡的最主要原因。据美国的一份资料显示,每年有数以百万计的美国人患有各种组织、器官的损伤或功能障碍,每年需进行800万次手术进行修复,年住院日在4000万9000万之间,年耗资超过400亿美元。随看现代外科学的发展,人类对组织、器官缺损的治疗有了很大的进步,但仍然存在许多问题。目前临床常用的治疗方法有三种:自体组织移植、异体组织移植、人工合成组织代用品 组织工程是近年来正在兴起的一门新兴学科组织工程是近年来正在兴起的一门新兴学科,198
2、4,1984年,年,Wolter Wolter首先提出首先提出“组织工程组织工程”(Tissue EngineeringTissue Engineering)一词。)一词。19871987年,美国国家科学基金年,美国国家科学基金会于正式提出和确定会于正式提出和确定“组织工程组织工程”一词,开辟了组织工程学研究的新纪元。一词,开辟了组织工程学研究的新纪元。它是应用生命科学和工程学的原理与技术,在正确认识哺乳动物的正常及病它是应用生命科学和工程学的原理与技术,在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下结构与功能关系的基础上,研究、开发用于修复、维护、促进理两种状态下结构与功能关系的基础上,研究、开发
3、用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态生物替代物的科学。人体各种组织或器官损伤后的功能和形态生物替代物的科学。从事组织工程研究的科学家们利用细胞生物学、分予生物学以及材料科从事组织工程研究的科学家们利用细胞生物学、分予生物学以及材料科学等学科的最新技术,像工厂生产零部件一样,针对患音组织或器官缺失情学等学科的最新技术,像工厂生产零部件一样,针对患音组织或器官缺失情况,利用构成组织或器官的基本单位况,利用构成组织或器官的基本单位细胞以及为细胞生存提供空间的支细胞以及为细胞生存提供空间的支架材料,在体内外培育出所需的人体组织或器官需要多少就培育多少量架材料,在体内外培育出所需的人
4、体组织或器官需要多少就培育多少量体裁衣制备完成后再给患者安装上去。体裁衣制备完成后再给患者安装上去。组织工程研究的核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体。这一三维的空间结构为细胞提供了获取营养、气体交换、排泄废物和生长代谢的场所,也是形成新的具有形态和功能的组织、器官的物质基础。这与传统的二维结构对细胞营养有着本质的区别。其最大的优点在干:形成具有形态和功能的组织、器官的物质基础。形成具有形态和功能的组织、器官的物质基础。形成具有生命力的活体组织,对病损组织迸行形态、结构和功能的形成具有生命力的活体组织,对病损组织迸行形态、结构和功能的重建,并达到永久性替代,可以用最少量的组织细胞(甚
5、至可用组织重建,并达到永久性替代,可以用最少量的组织细胞(甚至可用组织穿刺的方法获得,经体外培养扩增后,来修复大块的组织缺损达到无穿刺的方法获得,经体外培养扩增后,来修复大块的组织缺损达到无损伤修复创伤和真正意义上的功能重建;损伤修复创伤和真正意义上的功能重建;可按组织、器官的缺损情况任意塑型,达到完美的形态修复效果。可按组织、器官的缺损情况任意塑型,达到完美的形态修复效果。2 组织工程的阶段性发展 应用组织工程技术构建组织工程化组织至今主要经历了三个发展阶段,代表了组织工程阶段性的发展历程。A A在在2020世纪世纪8080年代末至年代末至9090年中期的第一阶段,年中期的第一阶段,主要进行
6、了组织工程化组织构建的主要进行了组织工程化组织构建的初步探索,证明应用组织工程技术能够形成具有一定结构与形态的组织。初步探索,证明应用组织工程技术能够形成具有一定结构与形态的组织。B B至至9090年代中期主要在免疫功能缺陷的裸鼠体内构建组织工程化组织,在此阶段年代中期主要在免疫功能缺陷的裸鼠体内构建组织工程化组织,在此阶段成功构建了骨、软骨、肌腱等组织。成功构建了骨、软骨、肌腱等组织。其中在裸鼠体内构建具有皮肤覆盖的人耳廓其中在裸鼠体内构建具有皮肤覆盖的人耳廓形态软骨的成功,樗着组织工程技术可以形成具有复杂表面结构的软骨组织,向形态软骨的成功,樗着组织工程技术可以形成具有复杂表面结构的软骨组
7、织,向人们展示了组织工程研究的广阔前景。人们展示了组织工程研究的广阔前景。C C目前组织工程民经进入了其发展的最为重要的第三阶段,即组织工程的临床应目前组织工程民经进入了其发展的最为重要的第三阶段,即组织工程的临床应用与初步产业化,用与初步产业化,据来自美国的最新统计结果表明,目前专职从事组织工程研究据来自美国的最新统计结果表明,目前专职从事组织工程研究的科学家已超过的科学家已超过30003000人,组织工程的高科技企业已有人,组织工程的高科技企业已有7070余家,企业运行所需的年余家,企业运行所需的年度费用已近度费用已近6060亿美元,并以亿美元,并以16%16%的年增长率啬。截止到的年增长
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