血管组织工程的进展(3)
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人们为了培养出接近自体血管的组织，依据体内环境设计了很多种生物反应器。Kim BS[34]较早提出了动态培养的概念,即在旋转或振荡条件下种植培养平滑肌细胞。与静态种植比较,前者细胞附着的数量、分布的均匀度、生长情况和纤维蛋白的沉积都优于后者。
在血管细胞种植培养时还应考虑到血管在体内要受到血液动力学的影响,包括切变应力、牵拉应力和正应力,这对细胞生长及功能发挥均有重要作用。Conklin 等[35]设计了一种简单的用于组织工程血管构建的脉动灌注的生物反应器。它由凸轮驱动的注射器和蠕动泵以及多个腔室组成，它的压力维持在60～200mmHg，且不会影响到流动的速度、流动波幅及压力的波幅。用这个带脉动灌注的生物反应器培养猪的颈总动脉，结果检测平滑肌细胞和内皮细胞均有良好的功能。Williams 等[36-37]在生物反应器灌注条件下将平滑肌细胞种植于非编织的PGA材料上13天后再种植内皮细胞，48h后可获得完整连续的单层内皮细胞层。并且在整个培养期间平滑肌细胞持续分泌胶原和弹性蛋白。在其后续实验中进一步证实随培养时间的延长可以获得较理想的功能性血管替代物。但以上实验的血管构建所需时间长，长期的体外培养使得血管构建的成功率极低，根本无法进入到临床应用阶段。Hoerstrup[38]专门设计了一个培养小口径血管移植物的生物反应器，应用PGA/P4HB 合成材料作为血管支架，将血管成肌纤维细胞和内皮细胞种植在上面，通过4天的静态培养后，将血管支架放在生物反应器中并在一定的流速和压力条件下培养，在这个实验中，可以同时培养4根血管。在生物反应器内采用胶原支架进行混合培养也获得了性能较好的组织工程化血管[39]。
尽管生物反应器的设计越来越接近体内环境，但它仍然无法完全模拟血管在体内生长的环境。由此人们设想能否将血管培养生长在体内进行，把体内作为一个天然的生物反应器，这样有望获得与自体血管完全接近的组织工程化血管 ......
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