【关键词】:组织工程;生物反应器;研究

    【中图分类号】R318.0【文献标识码】A【文章编号】1007-8517 (2010) 02-015-2

    组织工程是指用工程科学和生命科学的原理和主法,制备组织和器官替代物,以恢复、维持或改善人体组织、器官的功能,是一个发展迅速、意义深远的生物医学工程应用领域。而目前,骨组织是仅次于血液的第二大移植物,正需要与组织工程学结合,解决大量需求的问题。阻碍骨组织工程发展和临床应用的主要因素至少包括两点:(1)对调控组织的功能化培养的物理-生物化学因素知之还少;(2)高昂的生产成本和缺乏商业化的功能性组织工程产品。而解决上述问题,组织工程生物反应器的角色至关重要。组织工程生物反应器与细胞规模化扩增,细胞在基质上高密度、均匀化生长,营养物的供给和代谢物的移除等重要物质传递过程式,以及对细胞所施加的力学刺激密切相关。它一方面可成为研究组织细胞培养的不同环境因素如何影响特定细胞、组织的三维功能化培养的重要技术手段,另一方面它是改进功能化组织质量、降低生产成本的关键之一;同时它也是组织工程从实验到标准的工业化、规模化生产,到临订应用过程中的一个关键环节。目前应用于骨组织工程的生物反应器主要有搅拌式生物反应器、灌注式生物反应器和旋转壁式生物反应器三大类。本文将就以上三种反应器的力学环境、细胞接种和传质作用综述如下:

    1力学环境

    在生理状态下,骨组织为适应机体活动所需的物理支持而在不断的改建和塑形,以满足不同个体对动作或姿势的特殊需求,当骨组织长期失去正常的力学刺激,骨骼可出现明显的脱钙、疏松。在体内,成骨细胞所处的这种力学环境极为复杂,而在体外细胞培养的基础上力学刺激通常分为压应力系统、张应力系统、流体剪切应力系统和离心力培养系统。

    1.1搅拌式生物反应器

    其主要原理是通过叶轮或是浆式搅拌器搅动培养液从而提供传质能力,为细胞培养提供一定的氧浓度和均匀的养分分布的环境,有利于细胞保持天然形态,并维持其新陈代谢在正常的生理范围 ......