西安脐血细胞库人类在长期的社会生产实践中很早就发现一些低等动物具有组织或器官再生功能,比如壁虎遭遇紧急情况时失去的尾巴会重新长岀。像壁虎一样,组织器官损伤后能够再生直是人类的梦想。
组织器官损伤或缺损形成后,自体组织移植修补是传统的修复办法。细胞生物学的发展,尤其是干细胞技术的进步,干细胞用于组织器官损伤或缺损的修补成为可能。在利用间充质干细胞修复损伤组织时,如果组织损伤较大,比如骨缺损,西安脐血细胞库临床医师自然就会产生将间充质干细胞附着在某种材料上一起移植修复损伤部位的想法。正是基于这样的设想,1987年,美国麻省理工学院从事化学研究的工程师 Langer和美国马萨诸塞州立大学从事临床工作的医师 Vacanti共同提出了组织工程的概念。组织工程( tissue engineering)是在正确认识哺乳动物正常及病理状态下组织结构与功能关系的基础上,应用生命科学与工程学原理与技术研究开发生物替代物以用于修复、维护、促进人体各种组织器官损伤后的功能与形态的一门新兴学科。
组织工程技术的基本原理是将细胞黏附在生物相容性材料上,形成细胞生物材料复合物,将其植入到体内特定部位或者需要置于体外特定环境下,在生物材料逐渐降解的同时,细胞产生基质,形成新的具有特定形态结构及功能的相应组织,其核心是建立细胞和生物材料共同形成的具有生命活力的三维空间结构复合体(图2-5)种子细胞可降解的支架材料是组织工程研究的两个核心领域。西安脐血细胞库种子细胞通过生长增殖、分泌大量生物活性因子和细胞外基质完成组织结构的构架,并在新组织内维持了组织结构的长期稳定,赋予了再生组织或器官特定的生理功能。支架材料为种子细胞提供了适合其生长、基质合成及发挥其功能的临时机械支撑,产生了过渡性的生物学空间,是未来所构建组织与器官的三维形态模板,克服了以往单一的细胞移植中细胞不易成活、基质合成低下的缺点。

种子细胞与支架材料之间相互影响并演变为一个有机整体是组织再生或组织器官工程化构建的关键。接种到支架材料上的种子细胞必须达到足够数量并形成一定的密度,支架材料必须对种子细胞无害且具有生物相容性,即接种的种子细胞能够在支架材料上存活并黏附生长,而且支架材料降解速度必须与细胞生长与细胞外基质合成速率相互匹配,才能保证组织构建的成功。西安脐血细胞库因此,作为种子细胞,必须具备分裂增殖并转变特定组织细胞的生物学特性。采集自体组织,在体外分离扩增特定组织细胞用于组织工程研究是理想的技术方案,比如截取患者少许软骨组织分离扩增软骨细胞附着在支架材料上用于修复患者自己的软骨缺损。这种自体来源的相同组织来源细胞再移植到患者体内不会引起免疫排斥反应,修复效果也好,是好的组织工程种子细胞。然而,一旦考虑到临床应用,很多时候很难做到采集患者的组织用于扩增种子细胞,比如重要的组织器官,而且这种拆东墙补西墙的方法会造成新的损伤,采集到的组织及细胞的分裂增殖能力也十分有限,很难扩增获得足够数量的种子细胞。
在自体细胞数量不足的情况下,人们想到了同种异体的体细胞和动物来源的异种细胞,但这些细胞需要解决免疫排斥的技术难题,动物来源的异种细胞还会面临未知人兽共患病原体传播的风险。随着干细胞技术的兴起,干细胞作为种子细胞得到普遍认可。西安脐血细胞库干细胞具有自我更新和多向分化潜能,还能分泌多种生物活性因子调节周边局部微环境,用作组织工程的种子细胞具有突出的优势。骨髓和脂肪来源的间充质干细胞是常用的成体干细胞,可以开展自体移植,是目前组织工程用得多的种子细胞,但这些细胞采集会造成创伤,细胞数量有限、容易受到供体年龄的影响,且分化潜能还不能满足组织工程研究的需要。
