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0.1 组织工程的起源1

0.2 组织工程的三要素1

0 组织工程的前景1

0.4 无细胞假体3

0.3 身体的哪些部分能被组织工程替换？3

0.6 自然能被仿制吗？4

0.5 与发育生物学的关系4

0.7 体外和体内血管化的需要5

0.9 细胞信号6

0.8 干细胞6

参考文献7

0.10 展望7

1.1 引言11

1 组织工程的历史及范围11

第1部分 组织工程导论11

1.2 科学问题12

1.3 基本科学观点13

1.4 社会问题14

参考文献15

2.1 引言16

2 仿真的挑战16

2.2 细胞技术17

2.3 构建技术18

2.5 结语20

2.4 整合人活体系统20

参考文献21

致谢21

3.1 引言25

3 高度有序结构中细胞的器官化25

第2部分 生长与分化基础知识25

3.2 EMT中的细胞变化26

3.3 转化的刺激30

3.4 结论32

参考文献33

4.1 引言38

4 细胞和细胞外基质相互作用的动力学38

4.3 ECM分子的受体39

4.2 细胞外基质的成分和多样性39

4.4 细胞－ECM相互作用41

4.5 细胞－细胞外基质相互作用的信号转导47

4.6 与组织工程的相关性50

参考文献51

5.1 引言59

5 基质分子及配基59

5.2 纤维胶原：细胞外基质中的主要骨架蛋白60

5.3 弹力纤维和微原纤维64

5.4 纤连蛋白：一个多结构域，多功能的黏附的细胞外基质糖蛋白65

5.5 层黏连蛋白：大的，黏附性的基底膜分子66

5.6 细胞－基质相互作用的调节器67

5.7 蛋白聚糖：多功能细胞外基质和细胞表面分子68

参考文献70

5.8 小结70

6.2 内胚层发生中的上皮到间充质信号74

6.1 引言74

6 诱导现象74

6.3 肺发育及诱导信号75

6.4 胰腺发育中的选择信号76

参考文献79

7.1 引言81

7 形态发生与组织工程81

7.2 骨形态发生蛋白82

7.4 多效性和阈值84

7.3 软骨形态发生蛋白84

7.7 BMP受体85

7.6 BMP：骨外作用85

7.5 BMP与细胞外基质结合85

7.8 应答干细胞86

7.10 拟生态生物材料87

7.9 形态发生素和基因治疗87

7.12 面临的问题88

7.11 骨和关节的组织工程88

参考文献89

致谢89

8.1 引言92

8 细胞决定和细胞分化92

8.2 MRF在胚胎发育过程中的作用93

8.3 启动骨骼肌发育94

参考文献95

9.2 细胞外基质的结构与功能99

9.1 引言99

第3部分 体外组织发育控制99

9 组织工程的力学及化学决定因素99

9.3 通过ECM重塑的模式形成102

9.4 生长和分化之间的机械化学转换103

9.5 小结105

参考文献106

致谢106

10 动物细胞的培养109

参考文献114

致谢114

11.1 引言117

11 基质细胞蛋白对细胞行为的调节117

11.2 基质细胞蛋白118

11.3 SPARC121

11.4 结论122

参考文献123

12.1 引言126

12 生长因子126

12.2 创面愈合127

12.3 碱性成纤维细胞因子在血管发生中的作用132

12.4 生长因子和细胞因子的其他作用133

参考文献134

12.5 结论134

13.1 引言139

13 组织工程生物反应器139

13.2 细胞—聚合物构建物140

13.3 生物反应器技术141

13.4 组织形成的生物反应器调节144

13.5 功能组织的生物反应器培养146

13.6 组织工程生物反应器：技术状态148

13.7 结语与需要研究的问题149

参考文献150

致谢150

14.1 引言152

14 微重力组织装配152

14.2 微重力培养：一种新的组织培养环境153

14.4 太空中的组织构建154

14.3 血管化——克服组织装配中的大小限制154

14.7 存在的问题156

14.6 重力感受器156

14.5 体外胚胎学156

参考文献157

致谢157

14.8 结语157

15.1 功能丧失的程度：大分子与器官163

15 组织器官的体内构建163

第4部分 组织器官的体内构建163

15.2 体内器官构建过程中体内环境的基本参数164

15.3 组织器官再生模板设计的基本原则166

15.4 体内构建实例169

参考文献172

15.5 总结172

16.2 胶原凝胶模型177

16.1 引言177

第5部分 组织工程模型177

16 组织工程组织的器官化及组织化模型177

16.3 胶原网格中细胞间的相互作用模型178

16.4 其他表皮－间充质细胞模型180

16.5 血管模型182

16.6 除凝胶外其他用于模型系统的支架183

16.7 细胞信号及支架活化184

16.8 组织模型及器官构建的目标及应用185

参考文献186

17.2 分子与细胞的相互作用189

17.1 引言189

17 组织工程的定量研究：有关动力学、传输和力学的基本问题189

17.3 组织中分子和细胞的传输191

17.4 细胞和组织的力学194

参考文献198

18.2 软刻蚀法203

18.1 引言203

第6部分 组织工程的生物材料203

18 细胞及其环境的图案化203

18.3 自组装单层204

18.4 微接触印迹法206

18.5 微流体图案化209

18.6 层流图案化210

18.7 小结与展望211

参考文献212

致谢212

19.1 引言215

19 细胞与聚合物的相互作用215

19.2 特征细胞同聚合物相互作用的方法216

19.3 细胞与聚合物表面的相互作用218

19.4 悬浮液中细胞与聚合物的相互作用222

19.5 细胞与三维聚合物支架和凝胶的相互作用223

参考文献224

20.2 细胞外基质蛋白质及其受体230

20.1 引言230

20 基质效应230

20.3 研究基质相互作用的模型体系235

20.4 通过基质图案化而实现细胞的图案化237

20.5 通过细胞外基质的信号传输及功能调控238

参考文献240

20.6 生物材料体系的实用化240

21.1 引言245

21 聚合物支架加工245

21.2 纤维黏接246

21.3 溶剂灌制和粒子沥滤247

21.4 膜材层合248

21.6 挤出249

21.5 熔融模塑249

21.9 冷冻干燥法250

21.8 气体发泡250

21.7 三维打印250

21.11 聚合物／陶瓷复合材料海绵251

21.10 相分离技术251

21.12 原位聚合252

参考文献253

21.13 结语253

22.2 可生物降解聚合物的选择准则255

22.1 引言255

22 可生物降解聚合物255

22.3 生物衍生物可吸收聚合物256

22.4 研究中的由生物衍生的生物吸收性材料258

22.5 构建组织工程产品的材料264

参考文献265

22.6 结语265

23.2 制定可行的策略273

23.1 简介273

第7部分 工程化细胞和组织的移植273

23 工程化细胞和组织移植的策略273

23.3 设计时重要的考虑因素——移植物的作用方式275

23.5 细胞的来源276

23.4 宿主的作用276

23.6 非自体细胞的免疫学279

参考文献280

23.8 结语280

23.7 安全性考虑280

24.2 冷冻保存技术在组织工程学中的应用283

24.1 引言283

24 冷冻保存技术283

24.3 发展低温保存技术存在的挑战284

24.4 细胞的低温生物学285

24.5 组织冷冻生物学291

致谢293

24.6 结语及展望293

参考文献294

25.1 引言297

25 免疫调节297

25.2 组织设计理念的起源298

25.3 组织设计研究的扩展299

25.4 供者MHC ？基因清除和抗体封闭后移植物的存活机制301

25.5 免疫调节技术推动美国异种移植走向临床试验304

25.7 RNA清除305

25.6 转基因305

参考文献306

25.8 结语306

26.2 技术方法308

26.1 引言308

26 免疫隔离308

26.3 临床310

26.4 发展前景313

参考文献314

27.2 工程学挑战317

27.1 引言317

27 免疫隔离装置发展过程中的工程学挑战317

27.3 氧供限制321

27.4 原位氧生成理论分析323

27.5 计算328

参考文献332

致谢332

27.6 结语332

28.1 引言337

28 胎儿组织工程337

第8部分 胎儿组织工程337

28.2 胎细胞的一般特征338

28.3 胎儿作为移植宿主340

28.4 胎儿组织工程341

28.5 伦理学上的思考345

参考文献346

28.6 预期前景346

29.1 引言352

29 多潜能干细胞352

29.2 体外分化354

29.3 体外分化和标记物的范例357

29.4 体内应用359

29.5 小结和未来的展望361

参考文献362

30.1 引言367

30 基因水平治疗策略367

第9部分 基因治疗367

30.2 基因传递368

30.3 稳定的基因表达372

30.4 基因水平治疗的安全考虑376

30.5 大规模生产377

30.6 结论378

参考文献379

致谢379

31.1 引言391

31 乳腺重建391

第10部分 乳腺391

31.2 软组织工程的几种种子细胞392

31.3 材料394

31.4 动物模型397

31.5 增强组织工程组织血管化的策略398

参考文献400

31.6 结语及评论400

32.1 引言407

32 血管407

第11部分 心血管系统407

32.2 移植物治疗408

32.3 研究移植血管的策略412

参考文献421

33.1 引言427

33 小直径血管移植427

33.3 体外血管组织工程428

33.2 合成移植物428

33.4 体内血管组织工程429

33.5 小结432

参考文献433

34.1 引言435

34 心脏修复435

34.2 组织心脏瓣膜简史436

34.3 1999年组织瓣膜状况438

34.5 修复与置换的问题441

34.4 是否利用支架的问题441

34.6 对未来的思索442

34.7 最近的发展443

34.8 理想的瓣膜修复和置换444

参考文献445

35.1 引言449

35 角膜449

第12部分 角膜449

35.2 角膜的生物学特性451

35.3 人工角膜的标准454

35.4 角膜假体的开发455

35.5 完整装置的评价460

参考文献463

致谢463

35.6 其他用于改变角膜曲率的装置463

36.1 引言469

36 生物人工胰腺469

第13部分 内分泌及代谢469

36.2 理论背景470

36.3 实验473

36.4 胶囊技术的发展474

参考文献477

致谢477

36.5 讨论477

37.1 同种异体甲状旁腺移植的历史480

37 甲状旁腺480

37.2 甲状旁腺机能减退482

37.4 藻酸盐487

37.3 微囊化技术487

37.6 其他方法和前景488

37.5 微囊化甲状旁腺组织的实验研究和临床移植488

参考文献489

致谢489

38.1 引言495

38 消化道495

第14部分 胃肠系统495

38.2 组织工程496

38.3 小肠细胞分离497

38.4 操作步骤499

38.5 讨论502

参考文献504

致谢504

39.2 肝的解剖结构及功能507

39.1 引言507

39 肝脏507

39.3 肝衰竭的病理生理分类509

39.5 肝支持装置的医学运用510

39.4 肝衰竭时肝性脑病的发病机制510

39.6 肝支持装置的生物学组成部分511

39.7 肝支持装置的结构513

参考文献515

40.3 细胞的准备518

40.2 HepatAssist系统518

40 肝支持系统518

40.1 引言518

40.4 临床研究519

40.5 结论521

参考文献522

致谢522

41.1 引言523

41 细胞谱系生物学与肝脏523

41.2 肝脏的结构和发育524

41.3 组织工程的细胞来源、分离与鉴定526

41.4 组织工程中人类细胞的来源532

41.5 微环境534

41.6 可生物降解聚合物539

41.7 组织工程生物反应器的设计545

41.8 组织工程的技术方面548

41.9 展望550

致射551

41.10 小结551

参考文献552

42.1 引言565

42 红细胞替代品565

第15部分 造血系统565

42.2 为什么要修饰红细胞？566

42.5 修饰的血红蛋白血液替代品的安全性569

42.4 修饰后的血红蛋白的循环时间569

42.3 血红蛋白的来源569

42.6 修饰的血红蛋白血液替代品的有效性570

参考文献571

42.7 目前的情况和将来的研究和发展571

43.1 引言574

43 淋巴细胞574

43.2 淋巴细胞工程：现状和潜力575

致谢589

43.3 淋巴细胞基因工程的前景和总结589

参考文献590

44.1 引言594

44 造血干细胞594

44.2 造血概述：与组织工程相关的造血干细胞的特性和调节595

44.4 基质微环境596

44.3 干细胞池的组成596

参考文献601

致谢601

45.2 肾脏的基本功能607

45.1 引言607

第16部分 肾脏和泌尿生殖系统607

45 肾脏替代装置607

45.3 组织工程肾功能替代的策略608

参考文献613

45.4 小结613

46.2 泌尿生殖系统组织工程策略615

46.1 引言615

46 泌尿生殖系统615

46.3 工程化泌尿生殖系统组织617

参考文献622

46.4 展望622

47.1 引言629

47 结构组织工程629

第17部分 骨骼肌系统629

47.2 材料的开发630

47.3 结构组织632

参考文献636

47.5 结论636

47.4 生物力学636

48.2 骨髓：间充质祖细胞的来源640

48.1 引言640

48 细胞工程化骨再生640

48.3 骨祖细胞的转移644

48.4 MSC引起的骨再生646

48.5 MSC和基因治疗649

48.6 避免年龄相关的骨丢失650

参考文献651

致谢651

48.7 结论651

49.1 引言654

49 关节软骨损伤654

49.2 自体软骨细胞移植656

49.3 自体软骨细胞移植的商品化658

49.4 基于软骨修复的细胞治疗策略661

参考文献663

49.5 结论663

50.2 生物工程肌腱和韧带替代物的需求666

50.1 引言666

50 肌腱与韧带666

50.3 肌腱和韧带的组织学667

50.5 一种新型活性生物工程韧带模型668

50.4 生物工程肌腱和韧带的构建668

50.6 构建和分析我们的bACL的技术步骤669

50.8 生物工程化肌腱和韧带的展望673

50.7 结论673

参考文献674

致谢674

51.1 引言677

51 骨的机械传感机制677

51.2 连接的细胞网络678

51.3 机械传感在细胞连接网络上的传递679

51.4 需进一步研究的问题：Socrate（苏格拉底）的问题686

参考文献687

52.2 成肌细胞介导的基因转移693

52.1 引言693

52 成肌细胞治疗693

52.3 用于肌病的治疗性成肌细胞移植694

参考文献699

53.2 介入治疗的基本原理705

53.1 引言705

第18部分 神经系统705

53 听力的保护与恢复705

53.3 介入治疗的方法709

参考文献712

53.4 结论712

54.1 视觉系统：结构与功能（及功能障碍）716

54 视力增强系统716

54.3 现有方法718

54.2 恢复视力的方法718

54.4 工程细胞和组织的应用：难题和试验性的解决方法723

参考文献725

54.5 2020年远景展望725

55.1 引言728

55 脑移植728

55.2 裸细胞移植729

55.3 被囊细胞移植物732

55.5 引导轴突再生的移植物733

55.4 控释移植物733

55.6 疾病对象734

参考文献736

55.8 结论736

55.7 手术的思考736

56.1 神经再生和神经组织工程739

56 神经再生739

56.2 神经再生概述740

56.3 引导导管的实验室应用742

56.4 以生物材料为基础的神经修复方法744

56.5 神经修复的组织工程学方法747

56.6 神经重接的特异性749

参考文献750

56.7 总结750

57.2 作为轴突桥的脊髓移植物753

57.1 引言753

57 脊髓功能障碍和损伤的移植治疗策略753

57.3 可替代特异性细胞群的脊髓移植物759

57.4 提供神经递质的脊髓植入762

参考文献767

58 神经干细胞775

58.1 引言775

58.2 背景775

58.3 神经干细胞在组织工程中的应用779

58.4 总结782

参考文献782

第19部分 牙周及牙本质的应用787

59 牙周学应用787

59.1 引言787

59.2 组织引导再生788

59.3 骨替代品789

59.4 牙用种植体791

59.5 生长因子和血浆蛋白793

59.6 细胞培养技术794

59.7 结论795

参考文献796

60.2 牙本质800

60.1 引言800

60.3 骨形成蛋白800

60 牙本质的再生800

60.4 诱导牙本质的潜能801

60.5 人重组骨形成蛋白诱导牙本质形成801

60.7 临床应用的问题803

60.8 其他的问题803

60.6 载体系统803

60.9 BMP诱导的成牙本质作用的潜在应用804

参考文献805

61 伤口修复：组织工程相关基础生物学809

61.1 引言809

第20部分 皮肤809

61.2 炎症810

61.3 上皮化形成810

61.4 肉芽组织813

61.5 伤口收缩和细胞外基质重组820

参考文献822

62 皮肤831

62.1 引言831

62.2 皮肤结构和功能832

62.3 工程化皮肤组织835

62.4 表皮再生836

62.5 真皮替代物836

62.6 复合皮肤移植物837

62.7 结论839

参考文献839

63.1 引言843

63.2 产业化细胞库的建立和细胞检测843

63 真皮替代物843

63.3 真皮替代物的生产844

63.4 创伤愈合的临床结果852

63.5 总结852

参考文献853

第21部分 子宫857

64 人造子宫857

64.1 组织工程必须为早产儿提供什么？858

64.2 早产导致的后果858

64.3 理想的人造子宫859

64.4 人造胎盘的设计861

64.5 人造子宫内的器官成熟862

64.7 结论863

参考文献863

64.6 人造子宫技术的变化863

65 管理意见867

65.1 引言867

第22部分 管理意见867

65.2 立法／监督机构868

65.3 产品评审与管理过程869

65.4 产品评估的最新发展874

65.5 食品与药品管理局总部与地方办公室的协作876

65.6 标准的发展877

65.7 与企业的交流878

65.8 食品与药品管理局和组织工程医学产品的前景展望878

致谢879

参考文献879

结语880

中文索引881

英文索引886