內容簡介
《組織工程方法》原著由組織工程的奠基人Robert P.Lanza主編,編寫隊伍集合了全球著名實驗室的權威專家,是目前組織工程領域最優秀的圖書之一。本書系統介紹了組織工程所涉及的各種方法和實驗策略,闡述詳盡、透徹
本書圍繞組織工程三大要素展開論述。第1部分為“細胞和組織培養方法”,首先介紹了細胞培養的一般知識,然後使用大量章節分門別類地對人體各種細胞的培養方法進行了說明;第2部分為“細胞傳遞載體工具的製備方法”,對組織工程中涉及的各類天然高分子的改性、合成高分子的製備,聚合物支架的加工,細胞合成材料表面相互作用,微包囊方法進行了闡述;第3部分對皮膚、骨骼、肌肉、心血管、消化道、肝臟、腎臟、生殖系統、神經系統等多種細胞和組織的工程化方法進行了論述。
本書適合組織工程領域各個層次的研究人員,同時也可供從事細胞生物學、修復醫學、基礎醫學、生物材料的研究人員參考。
作者簡介
作者:(美)A.阿塔拉 (美)R.P.蘭扎 譯者:楊志明 等
圖書目錄
第1部分細胞和組織的培養方法
1管理問題和標準化3
11引言3
12安全性考慮3
13有效性考慮5
14FDA的管理活動7
15通過ASTM進行的標準化10
16未來的前景、倫理和責任12
參考文獻12
2細胞的分離與篩選15
21引言15
22細胞分離15
23外傷17
24細胞活性的測定18
25篩選19
26代謝及營養特點22
27結語24
參考文獻25
3原代細胞和早期傳代細胞的持續
培養32
31細胞系的起始32
32原代細胞的持續培養33
33培養方案34
34傳代培養35
35傳代方案:單層細胞35
36傳代方案:懸浮細胞36
37生長周期36
38連續傳代37
39衰老38
310細胞永生化38
311轉化38
312確認39
313培養條件40
314轉化為細胞系41
315分化41
316誘導分化42
317器官型培養44
參考文獻44
4細胞定量和定性48
41引言48
42測定細胞數量的方法48
43細胞系的鑑定53
44蛋白質及細胞系特性64
參考文獻71
5偶然因素和化學毒物74
51建立篩選方案74
52偶然因素的來源74
53建立篩選程式的基本規則75
54自體組織的篩選76
55同種異體組織的篩選76
56異種細胞的篩選77
57現有生物因素檢測方法77
58培養基及試劑的純度81
參考文獻82
6培養環境:細胞聚合物生物反應器
系統85
61引言85
62細胞89
63支架90
64生物反應器91
65分析方法學94
66總結94
參考文獻94
7培養環境:微陣列技術97
71引言97
72實驗方法98
參考文獻103
8培養環境:微構型化細胞培養和共
培養105
81背景105
82實驗方法106
參考文獻113
9上皮細胞培養:角膜115
91角膜上皮細胞115
92原代角膜上皮細胞的培養116
93延長生命期的細胞株的開發119
94三維培養121
參考文獻122
10上皮細胞培養:乳腺部分125
101引言125
102前脂肪細胞的培養128
103細胞在聚合物支架上的種植129
104組織學129
參考文獻131
11肝細胞培養及譜系生物學133
111引言133
112 一般問題133
113目的細胞的純化138
114已明確的細胞信號(可溶性信號和
細胞外基質)的鑑定、純化和利用148
115幹細胞可生物降解支架的製備153
116細胞的單層培養157
117立體三維系統161
附錄1游離脂肪酸混合物的製備167
附錄2試劑來源: 供應商168
參考文獻169
12上皮細胞培養:胰島177
121引言177
122胰島分離及培養的原理177
123操作標準182
參考文獻187
13上皮細胞培養:氣管腺細胞192
131引言192
132材料193
133方法194
134結果196
135可能的套用198
136結語200
參考文獻200
14上皮細胞培養:腎臟202
141引言202
142腎小球細胞和腎小球系膜細胞
的培養方法202
143腎小管細胞的培養方法203
參考文獻205
15上皮細胞培養:胃腸道207
151背景207
152實驗操作步驟208
153討論211
參考文獻211
16上皮細胞培養:尿路上皮214
161引言214
162材料214
163細胞的準備215
164尿路上皮細胞的接種216
165尿路上皮細胞的傳代216
參考文獻217
17上皮細胞培養:前列腺218
171引言218
172前列腺上皮細胞的培養218
173前列腺基質細胞的培養225
174前列腺細胞培養的新套用225
175結語226
參考文獻226
18上皮細胞培養:子宮頸上皮的三維
培養系統231
181角化細胞生長培養基232
182J2 3T3維持培養基234
183飼養細胞層234
184器官樣培養235
參考文獻237
19上皮細胞培養:陰道細胞重建239
191引言239
192細胞培養方法239
193細胞擴增240
194細胞特性240
195結語241
參考文獻241
20間充質細胞培養:脂肪組織242
201引言242
202脂肪源細胞的分離、培養及發育
控制243
203狀與未來248
參考文獻249
21間充質細胞培養:平滑肌251
211引言251
212分離251
213培養253
214鑑別生長特性254
參考文獻256
22間充質細胞培養:心肌細胞257
221引言257
222細胞來源257
223心肌細胞的特殊培養條件258
224分離心肌細胞的方法258
225心肌細胞的培養特徵259
參考文獻260
23間充質細胞培養:功能性哺乳動物
骨骼肌構建262
231溶液和培養基的準備262
232培養皿的準備264
233人工肌腱的準備和放置265
234分離衛星細胞和成纖維細胞265
235原代細胞的培養和種植(plate)266
236C2C12和10T1/2細胞的培養266
237肌樣組織形成267
參考文獻268
24間充質細胞培養:評價工程化肌肉
的實驗儀器和方法269
241實驗儀器269
242檢測肌樣組織的興奮性和等效收
縮力271
243數據分析和解釋274
參考文獻275
25間充質細胞培養:軟骨276
251引言276
252細胞分離和培養步驟277
參考文獻284
26間充質細胞培養:骨289
261引言289
262成骨細胞來源290
263骨髓培養290
264結論性評價295
參考文獻296
27間充質細胞培養:內皮細胞組織
工程300
271引言300
272血管移植物接種內皮細胞301
273內皮細胞化血管移植物的臨
套用304
274血管內支架內皮化305
275周圍血管內皮細胞植入305
276結語307
參考文獻307
28間充質細胞培養:血管313
281引言313
282TEBV產生的步驟315
283材料和方法315
284TEBV的內皮化319
285討論319
286結語321
參考文獻321
29神經外胚層細胞培養:內分泌
細胞324
291引言324
292細胞325
293在旋轉壁式生物反應器中細胞的
三維培養328
294RWV生物反應器中聚集的神經內
分泌器官的檢測331
295將來研究的方法學方向332
參考文獻333
30神經外胚層細胞培養:神經膠質細
胞和神經元335
301引言:神經再生和神經組織工程335
302PC12細胞系335
303施萬細胞培養337
304嗅鞘細胞340
305大鼠海馬神經元原代純化細胞的
培養342
306大鼠胚胎脊髓神經元的培養344
參考文獻345
31性腺細胞培養:睪丸347
311收集睪丸間質細胞、支持細胞和
生精細胞347
312細胞特性349
313接種和培養條件350
參考文獻351
32性腺細胞培養:卵巢細胞354
321引言354
322粒層細胞培養的方法355
323卵泡的培養方法356
參考文獻357
33幹細胞培養:多能幹細胞359
331引言359
332mPSC方法360
333鼠胚胎幹細胞胚狀體形成:在板上、
懸浮小滴以及懸浮培養中365
334人EG細胞發育:胚狀體形成和
免疫組化分析366
335結語366
參考文獻367
34幹細胞培養:神經幹細胞369
341引言369
342鼠的NSC369
343人的NSC372
344神經幹細胞與組織工程373
參考文獻374
35幹細胞培養:肝臟幹細胞377
351肝橢圓細胞細胞區室377
352肝的再生378
353分離成人肝臟橢圓細胞的套用382
參考文獻383
36幹細胞培養:肌肉干細胞385
361引言385
362成肌細胞385
363衛星細胞386
364肌肉干細胞386
365衛星細胞純化方法387
366肌肉起源的幹細胞是多能的嗎?390
367以肌肉起源幹細胞為基礎的組織
工程方法390
368未來的方向393
參考文獻394
37幹細胞培養:再生用內皮祖細胞400
371再生用幹細胞與內皮祖細胞400
372內皮祖細胞的鑑定400
373內皮祖細胞動力學401
374循環內皮細胞與內皮祖細胞比較401
參考文獻403
38幹細胞培養:來源於骨髓的間充質
幹細胞406
381多潛能成人細胞的來源406
382對人類MSC的分離和初始培養407
383hMSC的擴增和鑑定408
384對細胞在體外分化的分析408
385使用胎羊模型對人類間充質幹細胞
進行分析的方法411
386關於對hMSC進行進一步研究的
考慮412
參考文獻412
39幹細胞培養:軟骨源性幹細胞416
391來源於胚胎的軟骨源性幹細胞416
392來源於骨髓的間充質幹細胞417
393從結締組織獲取間充質幹細胞418
參考文獻420
40幹細胞培養:造血幹細胞421
401動物模型系統對造血幹細胞的
證實421
402造血幹細胞生長的體外測試422
403人類造血幹細胞移植424
404靜息期424
405當前研究狀況及未來的研究方向425
參考文獻427
41幹細胞培養:淋巴細胞429
411引言429
412細胞類型和來源429
413培養基、細胞因子和從外周血分離
單個核細胞431
414培養系統432
415細胞激活的方法433
416表面抗原表達437
417效應細胞的功能438
參考文獻440
第2部分細胞傳遞載體工具的製備方法
42天然高分子的改性:膠原447
421引言447
422膠原基材料的戊二醛處理448
423用碳化二亞胺固定膠原基生物材料449
424染料介導的光氧化固定膠原法450
425聚環氧化合物固定膠原法451
426脫水和加熱固定膠原法451
427不通過交聯處理來製備膠原基體452
428總結453
參考文獻453
43天然高分子的改性:膠原糖胺聚糖
共聚物457
431引言457
432人造皮膚移植物用膠原糖胺聚糖的
設計原則457
433用膠原糖胺聚糖來製備人工皮膚
替代物460
434用作人工皮膚移植物的膠原
糖胺聚糖的檢測461
參考文獻464
44天然高分子的改性:白蛋白465
441引言465
442白蛋白的固定465
443肝素對白蛋白的修飾468
444聚乙二醇對白蛋白的修飾469
445乙烯基聚合物對白蛋白的修飾471
446其他的白蛋白修飾方法472
447總結472
參考文獻473
45天然高分子的改性:透明質酸478
451引言478
452化學改性479
453結語487
參考文獻487
46天然高分子的改性:纖維蛋白原
纖維蛋白493
461引言493
462纖維蛋白的製備495
463純化的纖維蛋白原:在三維細胞培養
體系中的套用497
464對具體過程和套用的改進498
465結語500
參考文獻500
47天然高分子的改性:脫乙醯殼多糖503
471背景503
472部分脫乙醯殼多糖的製備504
473脫乙醯殼多糖支架的製備504
474脫乙醯殼多糖在組織工程中的
套用506
475使用脫乙醯殼多糖促進血管生成的
方法509
476總結510
參考文獻510
48微生物合成的生物合成高分子:聚
羥基烷基酸酯513
481引言513
482PHA的純化516
483聚羥基烷基酸酯的特點516
484多孔性PHA基體的製備517
485滅菌519
486在組織工程中的套用519
參考文獻520
49合成高分子的製備:脂肪族碳酸酯
類高分子522
491引言522
492重要的生物醫用可吸收性碳酸酯類
大分子的合成進展和基本原理522
493由逐步預聚衍生脂肪族碳酸酯體系
的方法523
494含脂肪族碳酸亞丙基酯共聚物的
製備方法523
參考文獻527
50合成高分子的製備:由二烷酮和
二氧雜環類單體製備的聚合物528
501引言528
502從PD和DOP製備具有生物醫用
價值的可吸收性大分子的合成
進展和基本原理528
503PD和DOP類聚合物的製備方法529
參考文獻533
51合成高分子的製備:聚磷腈534
511背景資料534
512聚磷腈可用於組織工程的理由535
513設計原則535
514合成方面的一些問題536
515固態可生物降解聚合物537
516水凝膠538
517微球540
518表面改性以符合組織工程要求540
519結語542
參考文獻542
52合成高分子的製備:聚酸酐545
521引言545
522聚酸酐的生物醫學套用546
523聚酸酐的合成546
524α,ω雙(對羧基苯氧基)烷烴(CPP
和CPH)的合成(反應式524)547
525含醯亞胺結構單體的合成(反應
式525)548
526二酸單體混合酸酐的製備(反應
式522中路徑23)549
527通過熔融縮合聚合法合成聚酸酐
(反應式522中路徑22)549
528可光固化的聚酸酐549
529甲基丙烯酸酯化癸二酸、CPP和
CPH的合成(反應式526)550
5210甲基丙烯酸酯化單體的光
固化550
5211材料的性能551
參考文獻551
53合成高分子的製備:聚原酸酯553
531引言553
532實驗部分554
533結果556
534討論558
535結語560
參考文獻560
54合成高分子的製備:聚胺基酸562
541聚胺基酸的化學合成563
542聚胺基酸的生物合成576
參考文獻578
55合成聚合物的製備:聚富馬酸丙烯
基酯580
551背景580
552方法581
553反應過程581
554最後的純化過程582
555結語582
參考文獻582
56合成水凝膠:藻酸鹽水凝膠584
561引言584
562藻酸鹽水凝膠的改性585
563細胞的相互作用588
564修飾藻酸鹽水凝膠的降解588
565結語591
參考文獻591
57合成水凝膠:基於N異丙基丙烯
醯胺的環境敏感水凝膠593
571引言593
572現行可注射支架存在的問題593
573一個理想的可注射聚合物支架594
574利用相分離發展可注射聚合物
支架594
575(NIPAAm)為基礎的水凝膠作為
可注射聚合物支架595
576P(NIPAAmcoAAc)水凝膠的
合成596
577P(NIPAAmcoAAc)水凝膠的
鑑定597
578P(NIPAAmcoAAc)凝膠在關節
軟骨再生方面的套用601
579P(NIPAAmcoAAc)水凝膠用於
骨的再生602
5710結語604
參考文獻605
58聚合物支架的加工:溶劑澆鑄609
581引言609
582溶劑的選擇610
583溶劑澆鑄611
584表面分析612
585結語613
參考文獻613
59聚合物支架的加工:包膜法615
591引言615
592用於包膜的聚合物的結構性能之間
的關係616
593包膜過程617
594膜的性質618
595結語621
參考文獻621
60聚合物支架的加工:冷凍乾燥624
601引言624
602材料624
603裝置625
604製備過程625
605支架的特點626
606加工過程的變化對支架微結構的
影響626
607推薦的製備支架的方法629
參考文獻629
61聚合物支架的加工:聚合物陶瓷
複合型632
611引言632
612常規的骨移植633
613複合物材料的理論基礎633
參考文獻639
62聚合物支架的加工:相分離法641
621引言641
622材料642
623固液相分離642
624液液相分離644
參考文獻647
63聚合物支架的加工:聚合649
631前言649
632試劑650
633方法650
634熱致相分離和技巧652
635結論和未來的方向653
參考文獻654
64聚合物支架的加工:氣體發泡加
工法656
641引言656
642在組織工程中使用的聚合物的
加工657
643氣體發泡法657
644製備步驟660
645鑑定661
646結語661
參考文獻661
65細胞合成材料表面相互作用:自組
裝生物材料663
651引言663
652材料664
653方法665
參考文獻671
66細胞合成材料表面相互作用:靶向
細胞黏附672
661生物材料表面的細胞672
662細胞外基質和細胞黏附因子675
663受體調節的細胞表面黏附676
664細胞肽和蛋白多糖結合676
665黏附分子的固定677
666研究細胞表面相互作用的實驗
方法681
667將來的發展683
668縮略語684
參考文獻684
67細胞合成材料表面相互作用:物理
化學表面修飾693
671引言693
672材料694
673方法696
674結語699
參考文獻702
68微包囊方法:瓊脂糖PSSA703
681引言703
682胰島在瓊脂糖微珠中的包裹703
683胰島在瓊脂糖聚苯乙烯磺酸
(PSSa)微珠中包囊化706
參考文獻708
69微包囊方法:藻酸鹽(Ca2+誘導的
凝膠化)709
691引言709
692藻酸鹽的化學結構和凝膠形成動
力學710
693大直徑、未包被藻酸鹽凝膠微球
包裹技術711
694未包被的藻酸鹽凝膠用於胰島的
異種移植712
695未包被的藻酸鹽凝膠用於胰島的
同種異體移植713
696共包裹方法713
697雜種細胞的包裹714
698微球直徑715
699種屬和物種差異716
6910生物相容性716
6911藻酸鹽凝膠包囊的可恢復性和生物降
解性718
6912未包被的藻酸鹽凝膠的保護性
機制719
6913總結719
參考文獻719
70微包囊方法:藻酸鹽聚L賴氨酸723
701二價陽離子調節藻酸鹽交聯原理723
702藻酸鹽聚L賴氨酸微包囊形成
原理724
703藻酸鹽聚L賴氨酸微包囊方法的
局限性724
704藻酸鹽聚L賴氨酸微包囊的設計
改進725
705藻酸鹽聚L賴氨酸微包囊的生物
相容性726
參考文獻726
71微包囊方法:藻酸鹽聚賴氨酸聚
哌嗪硫酸魚精蛋白肝素729
711引言729
712材料和方法730
713APiPrH和APA微囊的對比730
714結語732
參考文獻732
72微包囊方法:糖胺聚糖和脫乙醯殼
多糖734
721引言734
722材料736
723方法737
參考文獻740
73微包囊方法:聚丙烯酸酯742
731引言742
732常規包裹過程743
733包裹細胞的合成聚合物743
734細胞微包裹法745
735細胞微囊的評價747
736結論747
參考文獻748
74微包囊方法:聚乙烯醇(PVA)752
741背景752
742生物相容性752
743細胞包裹753
744生物活性分子的釋放753
745作為穩定劑755
參考文獻755
75微包囊方法:PMCG微囊757
751引言757
752理論模型758
753PMCG微囊759
754動物實驗763
755討論766
參考文獻767
76微包囊方法:脫乙醯殼多糖和藻
酸鹽769
761引言769
762脫乙醯殼多糖膜及細胞包裹769
763膜通透性控制技術770
764靜電形成聚合物液滴的數學模型773
765用靜電研究藻酸鹽包裹體細胞的
生長774
766固定愈傷組織的培養和生長777
767結語779
參考文獻779
第3部分細胞和組織工程化方法
77胚胎細胞的培養785
771引言785
772胚胎細胞的來源785
773胚胎細胞的分離785
參考文獻788
78乳房重建790
781引言790
782乳房重建的類型790
783外科原則與組織工程791
784組織工程乳房替代物792
參考文獻795
79血管替代物798
791引言798
792對血管替代物的要求799
793基於膠原的構建技術800
794細胞接種聚合物支架技術802
795細胞自組裝技術804
796無細胞技術805
797總結和結論807
參考文獻807
80 小直徑血管移植物810
801引言810
802解決之道811
803血管組織工程方法813
804未來的方向815
參考文獻815
81 心肌組織817
811引言817
812細胞分離818
813選擇培養基820
814細胞支持材料的準備821
815生物反應器裝配及其使用821
參考文獻822
82 心臟瓣膜和動脈825
821引言825
822實驗方法825
823展望826
參考文獻827
83角膜828
831角膜828
832處理角膜細胞829
833角膜假體833
834角膜組織等同物836
835細胞分化的鑑定838
參考文獻839
84消化道842
841引言842
842食管的組織工程替代842
參考文獻847
85生物人工肝代謝活性和分化功能的
檢測848
851引言848
852氧消耗852
853尿素及白蛋白生成852
854藥物代謝853
855共聚焦顯微鏡854
856反應過程的數學分析856
857結語857
參考文獻857
86血細胞代用品860
861背景和原理860
862製備聚合血紅蛋白的實驗室步驟862
863特性描述863
864動物安全性研究對人類不一定
正確865
865新一代產品866
參考文獻868
87肝臟871
871引言871
872肝臟組織工程學方法872
873未來展望876
參考文獻877
88體外腎替代880
881引言880
882組織工程化的生物人工腎881
883結語886
參考文獻886
89體內的腎臟891
891引言891
892腎臟組織工程的必需成分891
893體內工程化腎臟結構892
894體內功能性腎單位的建立892
895使用以膠原為基礎的基質的腎組織
工程893
參考文獻894
90尿道組織修復896
901引言896
902用於尿道組織修復的自體泌尿道
細胞896
903尿道組織再生898
904用於尿道狹窄的生物相容性的支
撐物899
參考文獻900
91陰莖902
911引言902
912人體組織重建902
913用於重建的陰莖假體906
參考文獻907
92睪丸909
921引言909
922睪丸移植909
923睪丸組織移植910
924睪丸酮傳送系統910
925睪丸酮替代治療的細胞包裝911
926膠囊化方法912
927結語913
參考文獻913
93軟骨重建915
931軟骨生理學915
932軟骨組織工程918
933展望922
參考文獻923
94指骨與小關節927
941背景927
942實驗步驟927
943組織工程複合物的觀察結果930
參考文獻932
95半月板933
951引言933
952半月板的發育過程933
953半月板組織工程934
954結語939
參考文獻939
96細胞為基礎的治療方法在關節軟骨
損傷中的套用941
961引言941
962實驗室基礎941
963臨床套用945
964研究的現狀及未來948
965結語949
參考文獻950
97細胞作為擴增劑的治療956
971自體源性的軟骨細胞957
972自體膀胱平滑肌細胞959
973自體原代成肌細胞959
974自體脂肪細胞960
975結語960
參考文獻961
98成肌細胞移植963
981對遺傳性肌病治療的探索963
982肌肉特性決定成肌細胞移植963
983成肌細胞移植研究的動物模型964
984培養和移植肌細胞965
985有關成肌細胞移植的免疫學問題966
986成肌細胞移植的監控967
987提高成肌細胞移植的成功率968
988植入成肌細胞的早期轉歸969
989成肌細胞的體外基因修飾970
9810人類使用的前景970
參考文獻972
99骨骼肌978
991肌細胞生物學978
992組織工程方法979
993三維工程化骨骼肌組織981
994總結和未來展望982
參考文獻982
100視覺增強系統986
1001引言986
1002光電子視覺增強986
1003基於電刺激基礎上的視覺假體
裝置988
1004組織移植994
1005結語998
參考文獻999
101中樞神經系統移植物對神經疾病的
治療1003
1011引言1003
1012方法1004
1013結果1006
1014結語1009
參考文獻1009
102外周神經再生1011
1021引言1011
1022脫細胞的神經基質的神經移植1012
1023管狀導管複合ECM、施萬細胞或
生長因子的神經移植1013
1024神經功能恢復的評估1015
參考文獻1017
103脊髓1019
1031引言1019
1032軸突橋聯1019
1033通過細胞傳遞的治療分子1022
1034局部神經電路的置換1025
參考文獻1027
104凍存的真皮移植物1033
1041引言1033
1042Dermagraft的生產過程1034
1043Dermagraft的作用機理1038
1044工程化人真皮組織的凍存1044
1045結語1045
參考文獻1046
105雙層皮膚材料1051
1051引言1051
1052科學原理1052
1053設計1054
1054臨床效果1057
1055結語1058
參考文獻1059
106子宮1062
1061引言1062
1062解剖學與組織學1062
1063培養子宮內膜細胞的方法1063
1064培養子宮肌層細胞的方法1065
1065子宮組織的組織工程方案1065
1066內膜細胞的特徵和鑑別1065
參考文獻1065
107頜骨1068
1071引言1068
1072骨組織工程的策略1068
1073使用聚乳酸網和自體顆粒松質骨
及骨髓重建頜骨1069
1074展望1073
參考文獻1073
108牙周學的套用1076
1081牙周病學中生物模擬和組織工程的套用1076
1082移植材料和裝置1076
1083信號分子和黏附因子1078
1084細胞治療和基因治療1080
參考文獻1081索引1087