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第一篇 组织工程学3

第一章 组织工程学研究概况3

第一节 组织工程学的概念与发展3

一、组织工程学的发展3

二、组织工程学的基本概念3

三、组织工程学的基本原理4

第二节 组织工程学的研究内容4

一、种子细胞与干细胞在组织工程研究中的应用前景4

二、生物支架材料是组织工程研究的关键5

第三节 组织工程学的研究概况6

一、组织工程化皮肤的研究6

二、组织工程化外周神经的研究7

三、组织工程化软骨的研究8

四、组织工程化骨的研究9

五、组织工程化肌腱的研究10

六、组织工程化牙体、牙髓的研究10

七、组织工程化牙周组织的研究11

八、组织工程化心脏瓣膜的研究11

九、泌尿系统的组织工程研究11

十、其它领域的组织工程研究12

第四节 组织工程学研究展望12

一、组织工程领域当前急待解决的关键技术问题12

二、组织工程研发与产业化15

三、组织工程学研究与经济发展的关系15

第二章 组织工程支架材料18

第一节 组织工程常用支架材料18

一、支架材料的种类18

三、材料的机械性能和可加工性20

二、材料的宏观和微观结构20

第二节 材料的处理和支架的构建21

一、纤维材料的粘结或编织21

二、纤维粘结技术21

三、相分离技术21

四、成孔剂析出法21

五、层压法21

六、熔融铸型法21

七、聚合物／陶瓷颗粒复合法21

八、高压处理法21

三、选区激光烧结22

五、选区挤塑法22

四、选区粘结法22

二、光敏液相法22

一、片层添加法22

第三节 快速成形技术22

六、固基光敏法23

第三章 用于组织工程研究的种子细胞24

第一节 同种自体、同种异体和异种细胞24

第二节 干细胞的研究及其在组织工程中的应用25

一、干细胞生物工程25

二、几种重要的干细胞26

三、干细胞在组织工程中的应用28

四、干细胞研究的挑战与机遇28

五、发展方向29

第三节 细胞永生化及其在组织工程研究中的应用30

一、正常细胞的体外培养过程30

二、人类细胞永生化30

三、永生化细胞在组织工程中的应用33

一、骨髓间充质干细胞的研究进展36

第一节 骨髓间充质干细胞的研究36

第四章 间充质干细胞的研究及其在组织工程中的应用36

二、骨髓间充质干细胞在组织工程中的应用38

第二节 神经嵴源性干细胞的研究41

一、关于神经嵴的发育与迁移41

二、神经嵴细胞的迁移及分化的调控因素41

三、神经嵴干细胞的多向分化42

四、神经嵴干细胞的培养45

第三节 外胚间充质干细胞的研究46

一、外胚间充质的概念46

二、外胚间充质干细胞多向分化的调控因子及机制48

第五章 组织工程产品的血管化51

第一节 新血管的形成51

一、血管内皮细胞生长因子52

第二节 促血管生成因子52

二、成纤维细胞生长因子53

三、肝细胞生长因子53

四、其它非直接促血管新生因子53

第三节 组织工程产品的血管化54

第四节 结论及展望55

第六章 器官移植的免疫指标与组织工程产品移植的免疫排斥反应57

第一节 移植免疫排斥反应机制57

一、同种异体器官移植免疫排斥原理57

二、同种异体器官移植免疫排斥的细胞机制57

三、细胞因子与同种异体器官移植免疫排斥58

第二节 常用移植免疫排斥反应指标60

一、超急性排斥反应60

二、加速性排斥反应60

四、慢性排斥反应61

第三节 组织工程产品的移植排斥反应61

三、急性排斥反应61

第七章 皮肤组织学与创伤愈合63

第一节 皮肤的组织学结构与发生63

一、皮肤的组织结构63

二、皮肤的发生67

第二节 创伤愈合68

一、创伤愈合过程68

二、创伤愈合的细胞外基质调控70

三、生长因子在创面愈合中的作用71

四、总结及展望72

第三节 表皮干细胞73

一、表皮干细胞的分布73

二、表皮干细胞的特点73

三、表皮干细胞的鉴定和功能性分析74

四、表皮干细胞的调控75

第八章 组织工程化皮肤的研究79

第一节 组织工程皮肤产品的设计原则79

一、组织工程皮肤的要求79

二、人皮肤组织工程的原则80

第二节 组织工程化皮肤的研究与应用82

一、人工皮片82

二、组织工程化真皮82

三、组织工程化全层皮肤84

四、组织工程化毛囊85

五、表皮干细胞在组织工程中的应用85

六、组织工程皮肤存在的问题及展望86

第九章 组织工程化皮肤的临床应用88

第一节 组织工程皮肤的临床应用要求88

一、手术要求88

三、组织工程皮肤治疗后评估89

二、护理要求89

第二节 组织工程皮肤在皮肤病治疗方面的应用90

一、在治疗皮肤慢性溃疡方面的应用90

二、在治疗外科手术后缺损方面的应用90

三、在治疗大疱性表皮松解症方面的应用91

四、组织工程技术治疗白癜风91

五、组织工程皮肤治疗皮肤病的展望93

第十章 组织工程化骨及软骨的研究96

第一节 骨组织学96

一、骨组织结构96

二、骨的血液供应97

三、骨组织细胞成分97

四、骨基质98

五、骨的改建99

六、各种生长因子99

第二节 骨组织工程的研究现状100

一、骨组织工程的支架材料101

二、种子细胞的研究101

三、组织工程化人工骨修复骨缺损的研究101

四、骨组织工程研究中有待解决的问题102

五、组织工程化人工骨的临床应用前景102

第三节 软骨组织学102

一、关节软骨的结构103

二、关节软骨的细胞103

三、胶原蛋白103

四、蛋白多糖与组织液104

五、关节软骨的生物力学104

第四节 软骨组织工程106

一、软骨细胞体外培养106

三、组织工程化软骨的细胞行为107

二、软骨组织工程的发展107

四、软骨细胞与支架材料的优化组合108

五、软骨组织工程的支架材料109

六、软骨形成的生长因子111

七、组织工程化软骨的临床应用112

八、用于成形支架的软骨组织工程114

第五节 可注射性组织工程骨与软骨114

一、可注射性组织工程骨（软骨）的细胞外支架材料115

二、可注射性组织工程骨（软骨）修复骨缺损的研究117

三、可注射性组织工程骨（软骨）研究中有待解决的问题118

一、神经纤维120

二、施万细胞120

三、神经包膜120

第一节 周围神经解剖结构特点120

第十一章 组织工程化神经的研究120

第二节 周围神经损伤的再生机制121

一、周围神经损伤后的病理生理改变121

二、神经纤维的再生121

三、神经元的保护与神经再生121

第三节 施万细胞在神经再生中的作用122

一、施万细胞与再生过程中轴突的相互作用122

二、施万细胞在周围神经再生中的作用123

三、施万细胞的体外培养124

四、施万细胞的免疫反应125

第四节 周围神经缺损的修复材料125

一、神经组织移植125

二、非神经组织移植126

三、合成材料126

第五节 周围神经组织工程进展127

第一节 角膜及角膜缘的组织学130

一、角膜的组织学结构130

二、角膜缘的组织学结构130

第十二章 组织工程化眼角膜的研究130

第二节 角膜缘干细胞131

一、角膜缘干细胞的生物学鉴定131

二、角膜缘干细胞增殖、分化调节机制131

三、角膜缘干细胞的移植133

第十三章 组织工程化牙齿和牙周组织的研究136

第一节 牙体组织学结构136

一、釉质136

二、牙本质136

三、牙髓137

一、牙周膜138

四、牙骨质138

第二节 牙周组织学结构138

二、牙槽骨140

三、牙龈141

第三节 组织工程化牙齿与牙周组织的研究142

一、组织工程化牙齿142

二、组织工程化牙周膜143

第四节 牙髓干细胞的研究144

一、牙髓干细胞的定义145

二、牙髓干细胞的分离和培养145

三、牙髓干细胞的细胞表型145

四、牙髓干细胞的定向诱导分化146

第五节 牙髓干细胞在组织工程中的应用147

一、形成牙髓－牙本质复合体的活性细胞147

二、构建组织工程化牙髓－牙本质复合体的生物支架材料148

三、诱导牙髓－牙本质形成的局部微环境149

四、牙髓干细胞在组织工程化牙髓－牙本质复合体中的应用展望149

五、牙髓干细胞在组织工程应用中面临的问题150

第十四章 组织工程化肌与肌腱的研究152

第一节 肌和肌腱的组织学结构152

一、骨骼肌152

二、心肌153

三、平滑肌153

四、肌腱153

第二节 肌组织工程153

一、实体组织有关的肌组织工程153

二、管状组织的肌组织工程154

三、肌细胞联合心肌细胞进行部分心肌细胞体外合成155

四、组织工程化肌组织的调控155

第三节 肌腱组织工程156

第十五章 组织工程化血管的研究158

第一节 血管的组织学结构158

一、动脉158

二、静脉159

三、毛细血管160

四、血管的营养来源和神经160

五、血管壁的特殊感受器160

六、血管壁的年龄变化160

第二节 组织工程化血管的研究现状161

一、生物血管161

二、人工血管和复合血管161

三、组织工程化血管162

第三节 总结和展望166

一、泌尿系统169

二、消化系统169

第一节 泌尿系统及消化系统的结构及功能169

第十六章 组织工程化泌尿与消化系统的研究169

第二节 肾功能替代的组织工程171

一、生物活性人工血透仪171

二、生物活性人工管道172

三、植入式生物活性人工肾脏172

第三节 肝脏组织工程172

一、人工肝脏的研究进展172

二、人工肝脏的应用174

三、构建人工肝脏面临的问题175

第四节 小肠及胰腺组织工程175

一、小肠及胰腺外科的现状175

二、组织工程肠的构建176

三、组织工程胰腺的构建177

第二篇 组织工程学相关技术181

第十七章 培养概述181

第一节 体外培养的基本原理与常用液体配制与消毒181

一、体外培养的基本原理181

二、体内细胞生存的其它条件183

三、培养用液184

四、细胞在体外生长的其他条件187

第二节 组织细胞和器官培养的基本技术与常规操作189

一、组织细胞培养基本操作技术和要求189

二、原代培养技术191

三、传代培养和细胞系的维持191

四、器官培养技术的基本要点192

第一节 培养用器械的清洗195

一、玻璃器皿的清洗195

第十八章 培养用器械清洗消毒与污染的判断预防195

二、胶塞和塑料用品的清洗196

三、清洗后物品的包装196

第二节 培养用品的消毒和灭菌196

一、物理方法197

二、化学方法198

第三节 培养物的污染及其判断199

一、细菌的污染及其判断199

二、真菌的污染及其判断199

三、支原体的污染及其判断199

四、病毒的污染及其判断201

第四节 污染的预防和排除201

一、污染的预防201

二、污染的排除202

一、取材及培养材料制备的准备工作204

二、取材及制备培养材料的基本步骤204

第十九章 原代培养技术204

第一节 原代培养的过程204

第二节 组织块培养法205

一、物品准备205

二、操作步骤205

三、注意事项205

第三节 消化培养法205

一、物品准备205

二、操作步骤205

第四节 培养细胞的纯化206

一、自然纯化206

二、人工纯化206

第一节 细胞的冻存208

一、培养物的冷冻保存与复苏原理208

第二十章 细胞冻存、复苏与运输208

二、冷冻保存方法209

第二节 冻存细胞的复苏210

第三节 培养细胞的运输211

一、冻存运输211

二、充液运输211

第二十一章 体外培养中细胞的常规观察方法213

第一节 细胞培养的常规观察213

一、培养基213

二、培养细胞特征及其生长概况213

三、细胞形态变化214

四、细胞污染214

第二节 培养细胞的观察方法214

一、相差显微镜214

二、利用相差显微镜观察培养细胞215

三、活细胞的动态观察与缩时电影216

第三节 培养细胞生长状况的观察及检测217

一、细胞计数法217

二、细胞生长曲线217

第四节 培养细胞活力的检测218

一、体外活体染色观察与活体染料218

二、活细胞的染料排除检测法218

三、TdR掺入法219

四、MTT比色法219

五、克隆（集落）形成试验220

第五节 细胞形态学的观察221

一、HE染色法221

二、培养细胞的免疫细胞化学染色技术222

三、培养细胞的电镜检测技术223

一、细胞大规模培养方法226

第二十二章 细胞大规模培养226

第一节 细胞培养226

二、细胞大规模培养环境228

第二节 生物反应器229

一、生物反应器的培养方式230

二、生物反应器的类型231

第三节 细胞微载体培养技术234

一、微载体细胞培养基础234

二、微载体大规模细胞培养的生物反应器系统235

三、应用微载体技术规模化培养组织工程种子细胞236

四、展望237

第二十三章 皮肤组织工程主要相关细胞的培养239

第一节 包皮皮肤细胞的分离培养过程239

一、用品239

二、步骤239

第三节 毛囊细胞的分离与培养240

一、毛囊细胞的分离与培养240

第二节 人脐带静脉内皮细胞的培养过程240

二、步骤240

一、用品240

二、毛囊细胞的鉴定241

第二十四章 神经源性细胞的培养与鉴定243

第一节 神经细胞培养基243

一、基础培养基243

二、血清243

三、无血清培养基244

四、抗生素245

五、抗有丝分裂剂245

六、培养的保持245

一、大鼠小脑皮质神经元的体外培养246

二、大鼠星形胶质细胞的体外培养246

第二节 神经细胞培养246

三、大鼠施万细胞的体外培养247

第二十五章 牙源性细胞的分离培养和鉴定251

第一节 牙体牙髓及前体组织细胞的分离培养和鉴定251

一、成釉细胞的体外培养251

二、牙髓细胞的体外培养251

三、成牙本质细胞的体外培养252

四、成牙骨质细胞的体外培养252

五、牙乳头细胞的体外培养253

六、牙囊细胞的体外培养255

第二节 牙周膜细胞的分离培养及鉴定256

一、牙周膜细胞的体外培养257

二、牙周膜成纤维细胞生物学特性257

三、牙周膜细胞体外培养的生物学意义257

一、骨内成骨细胞的培养259

第二十六章 骨与软骨源性细胞分离培养259

第一节 成骨细胞的体外培养259

二、骨膜内成骨细胞的培养261

第二节 破骨细胞的培养261

一、成熟破骨细胞分离培养法262

二、骨髓长时间培养诱导分化形成破骨细胞法263

第三节 软骨细胞的培养264

一、培养方法264

二、软骨细胞鉴定264

第四节 滑膜细胞的培养265

一、滑膜植块培养法265

二、分离滑膜细胞培养法265

二、成肌细胞纯化267

一、分离骨骼肌前体细胞－卫星细胞或（和）成肌细胞267

第一节 骨骼肌细胞分离与鉴定267

第二十七章 肌源性细胞的分离培养和鉴定267

三、成肌细胞的培养基268

四、体外成肌细胞的培养与鉴定268

第二节 平滑肌细胞分离与鉴定268

一、分离目的细胞268

二、酶消化法269

三、组织块贴附培养法269

四、平滑肌细胞体外纯化269

五、平滑肌细胞体外培养及与其他杂质细胞的鉴别269

第三节 心肌细胞体外分离与鉴定270

一、心肌细胞分离、纯化方法270

二、心肌细胞体外培养鉴定271

一、从组织块中分离干细胞273

第一节 概述273

第二十八章 成体干细胞的分离与培养273

二、干细胞的培养274

三、干细胞生物学性状的检测275

第二节 骨髓间充质干细胞的分离培养及诱导分化277

一、人骨髓间充质干细胞的分离培养277

二、人骨髓间充质干细胞鉴定278

第三节 表皮干细胞的分离和培养281

一、皮肤标本准备281

二、角朊细胞的分离281

三、细胞外基质覆盖平皿的预备281

四、滋养层细胞的制备281

五、表皮干细胞的筛选281

一、培养液的选择282

第四节 角膜缘干细胞的分离和培养282

二、消化培养法282

六、检测表皮干细胞的特征282

七、表皮干细胞的培养282

第五节 牙髓干细胞的分离和培养283

一、人牙髓干细胞体外培养方法283

二、人牙髓干细胞的生物学特征及鉴定283

第六节 外胚间充质干细胞的分离和培养284

一、实验材料284

二、培养方法284

三、培养结果及鉴定284

第二十九章 组织工程中动物模型的设计287

第一节 皮肤损伤动物模型设计287

一、设计皮肤损伤动物模型选择动物应遵循的原则287

二、皮肤损伤模型常选用的动物288

三、皮肤损伤动物模型的复制289

一、冠状动脉结扎法291

四、组织工程皮肤移植手术步骤291

第二节 心肌缺血动物模型和心肌梗塞动物模型的设计291

二、电刺激方法292

第三节 帕金森病动物模型的设计292

一、材料292

二、方法292

第三十章 组织工程相关蛋白质类物质的提纯294

第一节 蛋白质的理化性质294

一、蛋白质的胶体性质294

二、蛋白质的等电点294

三、蛋白质的变性295

第二节 材料的选择与处理295

一、原材料的选择方法295

二、不同组织细胞的破碎方法296

第三节 蛋白质提纯的基本步骤296

第四节 蛋白质的初步纯化298

一、蛋白质的沉淀299

二、蛋白质的盐析技术300

三、蛋白质溶液的透析和浓缩302

第五节 蛋白质的浓缩和超滤303

一、用火棉胶袋浓缩303

二、用聚乙二醇浓缩303

三、蛋白质的超滤303

第六节 蛋白质的纯化304

一、超离心法304

二、层析法307

三、电泳法312

第三十一章 组织工程相关材料的冻干技术315

第一节 冷冻干燥的原理315

一、基本原理315

第二节 冻干机的组成316

二、冻干的基本程序316

一、冻干箱317

二、真空系统317

三、加热系统317

四、制冷系统318

五、电气控制系统318

第三节 冻干设备的选择318

一、冻干机的性能选择318

二、冻干产品的配方研究318

第四节 材料共溶点及其测量方法319

第五节 冻干步骤320

一、第一阶段干燥321

二、第二阶段干燥322

三、影响干燥过程的因素323

四、冻干曲线时序的制定325

五、冻干的后处理326