组织工程与再生医学PDF电子书下载

第一篇 再生生物学 3

第一章 再生生物学概论 3

第一节 引言 3

第二节 再生生物学的发展历史 3

第三节 再生生物学的基本概念与原理 4

一、组织再生 4

二、割处再生 5

第四节 再生生物学的研究内容 6

一、细胞在再生中的作用 6

二、细胞外基质在再生中的功能 6

三、再生过程中组织之间的相互作用 7

四、再生结构的形态发生研究 7

第五节 再生生物学在医学中的研究 8

一、干细胞 8

二、微环境 10

第六节 小结与展望 11

一、再生生物学在医学中的应用 11

二、再生医学研究目前面临的重要问题 11

第二章 发育以及再生的模式控制 14

第一节 发育的模式控制 14

一、研究发育模式控制的动物模型——模式动物 14

二、发育模式控制的分子调控机制 16

第二节 再生的模式控制 18

一、研究再生模式控制的动物及器官模型 18

二、再生模式控制的分子调控机制 19

三、发育与再生调控机制的联系 22

第三节 利用发育及低等生物再生的调控机制引导再生的展望 23

第三章 形态发生与组织再生 25

第一节 形态发生的类型 25

一、再生缺失 25

二、完全再生 25

三、亚等效再生 26

四、额外再生 26

五、异态性再生 26

六、变形再生 27

七、体细胞胚胎发生 27

八、中间再生 27

九、形态发生现象与生长 27

第二节 形态发生的主要概念 28

一、器官特异性 28

二、组织特异性 28

三、远移（远端转移） 28

四、极性 29

五、梯度 29

六、调节 29

七、再生区域 29

八、形态发生场 30

九、位置信息和位置记忆 30

十、Bateson法则 31

十一、Barfurth法则 31

第三节 再生系统与形态发生调控 31

一、两栖动物肢体 31

二、水螅头部 34

三、小结 35

第四节 组织工程与形态发生 36

一、骨形态发生蛋白 36

二、软骨来源形态发生蛋白 37

三、多效性和阈值 37

四、干细胞应答 37

五、形态发生蛋白与基因治疗 38

六、前景与展望 38

第五节 形态发生研究新进展 38

第四章 再生中细胞与细胞外基质的相互作用 41

第一节 ECM的组成 41

一、结构蛋白 42

二、粘连蛋白 43

三、蛋白聚糖 43

四、细胞因子 44

第二节 细胞对ECM应答的主要受体及信号通路 44

一、整合素受体通路 44

二、蛋白聚糖及其通路 46

三、其他受体通路 46

第三节 ECM对细胞生物学特性的影响 47

一、ECM对细胞黏附与迁移的影响 47

二、ECM对细胞增殖与存活的影响 48

三、ECM对细胞分化与形态的影响 50

第四节 细胞与ECM相互作用对组织再生的调控 51

一、细胞与ECM相互作用对皮肤再生的调控 51

二、细胞与ECM相互作用对心脏再生的调控 52

第五章 发育和干细胞再生分化中重要的基因调控通路 54

第一节 信号转导的途径 54

一、G蛋白介导的细胞信号转导途径 54

二、酪氨酸蛋白激酶介导的信号转导途径 55

三、鸟苷酸环化酶信号转导途径 56

四、细胞内信号转导途径-核受体及其信号转导途径 56

第二节 Wnt信号通路在干细胞再生分化中的重要调控作用 57

一、Wnt信号通路 57

二、Wnt信号通路在发育中的重要作用 58

三、Wnt信号通路在干细胞再生分化中的作用 60

第三节 Notch信号通路在干细胞再生分化中的作用 62

一、Notch信号通路 62

二、Notch信号通路在发育中的重要作用 64

三、Notch信号通路在干细胞再生分化中的作用 65

第四节 Hedgehog信号通路在干细胞再生分化中的作用 65

一、Hedgehog信号通路 65

二、Hedgehog信号通路在发育中的重要作用 67

三、Hedgehog信号通路在干细胞再生分化中的重要作用 68

第六章 胚胎干细胞与再生 70

第一节 胚胎干细胞简介 70

一、胚胎干细胞的定义 70

二、胚胎干细胞的研究简况 70

第二节 胚胎干细胞的来源 71

一、鼠胚胎干细胞的来源 71

二、人类胚胎干细胞（ES细胞）的来源 71

第三节 胚胎干细胞的生物学特征 72

一、胚胎干细胞形态学特征 72

二、胚胎干细胞表面标志 72

三、胚胎干细胞生长特征及影响因素 73

第四节 胚胎干细胞全能性的调节机制 74

一、信号转导通路 74

二、转录调控网络 74

第五节 胚胎干细胞的应用 77

一、胚胎干细胞来源组织移植技术的现状 77

二、胚胎干细胞临床应用的限制因素 78

第七章 干细胞与自然衰老 81

第一节 简介 81

第二节 衰老的生物学机制 81

一、机体对衰老的三级响应保护机制 81

二、首要指标（触发因子） 82

三、机体对触发因子的应答 83

四、最终的功能性缺陷 83

第三节 干细胞在机体衰老中的作用 84

一、干细胞的衰老变化 84

二、门控抑癌基因 84

三、能量代谢与ROS 85

四、能量限制与mTOR信号途径 85

第四节 干细胞衰老的细胞与分子生物学研究 85

一、早衰基因对干细胞衰老的影响 85

二、干细胞衰老的一般机制 86

三、长寿基因Sirtl在干细胞衰老中研究 86

四、衰老的标志蛋白分子在干细胞衰老中的作用 86

第五节 干细胞衰老的研究方法 86

一、年轻与衰老干细胞的分选方法 86

二、干细胞衰老的生物标志检测 87

三、端粒长度与端粒酶活性分析 87

四、热量限制对干细胞衰老的影响 87

五、氧化应激对干细胞衰老的影响 87

六、药物在干细胞衰老中的研究 88

七、表观遗传学在干细胞衰老中的研究 88

第六节 小结与展望 88

第八章 激素对干细胞的影响 90

第一节 激素概述 90

一、定义 90

二、激素的种类 91

三、激素的作用过程 91

四、激素作用的分子机制 92

第二节 激素在机体发育、维持与再生中的作用 93

一、性激素 94

二、甲状腺激素 95

三、甲状旁腺素和降钙素 95

四、胰岛素和胰高血糖素 96

五、生长激素和胰岛素样生长因子 96

六、糖皮质激素 96

七、瘦素 97

第三节 激素对于干细胞的调控作用 97

一、激素对于干细胞调控作用的重要性 97

二、激素调控干细胞的基本方式 98

三、激素对于干细胞的调控作用 98

第九章 干细胞与骨衰老及再生的关系 104

第一节 骨衰老及骨质疏松概述 104

第二节 骨衰老的组织病理学改变 105

第三节 干细胞在维持骨稳态平衡中的作用 105

第四节 干细胞与骨衰老的关系 106

一、干细胞数量异常与骨衰老的关系 106

二、干细胞功能异常与骨衰老的关系 107

第五节 骨衰老的基本分子机制 108

一、细胞内源性衰老 108

二、干细胞微环境异常 109

三、特定信号通路改变 110

四、机械力学变化 112

五、能量代谢异常 113

第六节 基于干细胞的骨衰老治疗策略 113

一、基于干细胞的骨质疏松治疗 113

二、基于干细胞的骨缺损再生修复 114

第十章 iPS与再生 117

第一节 iPS细胞的产生 117

一、体细胞重编程因子 117

二、基因转导方法 119

三、源细胞 120

第二节 iPS细胞诱导过程的分子调控机制 121

一、体细胞重编程网络 121

二、表观遗传学调控机制 122

第三节 iPS细胞的特性 123

一、iPS多能性的评估 123

二、iPS多能性的功能鉴定 124

三、关于iPS细胞与ES细胞差异性的探讨 124

第四节 iPS细胞在再生医学中的应用 126

一、利用iPS细胞构建遗传性疾病模型 127

二、iPS细胞在神经退行性疾病中的应用 128

三、iPS细胞在心脏疾病中的应用 128

四、iPS细胞在血液系统疾病中的应用 129

五、iPS细胞在糖尿病中的应用 129

六、iPS细胞在视网膜再生中的应用 129

第五节 iPS细胞在再生医学应用中的相关问题 129

一、诱导效率和鉴定问题 130

二、成瘤性问题 130

第十一章 干细胞的表观遗传学与再生 132

第一节 再生医学和表观遗传学 132

一、再生医学的概述 132

二、表观遗传学的定义和研究内容 132

三、表观遗传学在再生医学中的应用 134

第二节 动物机体再生中的表观遗传学 135

一、两栖动物中再生的表观调控 135

二、哺乳动物（啮齿类）再生的表观调控 136

第三节 人类机体再生中的表观遗传学 137

一、表观遗传学和心脏再生 137

二、表观遗传学和神经再生 139

三、表观遗传学和骨再生 141

四、表观遗传学和软骨再生 143

第十二章 间充质干细胞与再生 146

第一节 间充质干细胞的发现与概念 146

一、经典概念 146

二、新概念 146

第二节 间充质干细胞的生物学特点 147

一、细胞表型、自我更新和多向分化潜能 147

二、低免疫原性 149

三、免疫调节性 150

四、归巢 151

第三节 间充质干细胞与再生及再生医学的联系 153

一、再生及再生医学的概念 153

二、间充质干细胞在再生医学领域的应用前景 153

第四节 间充质干细胞在再生医学中的应用 154

一、骨组织 154

二、软骨组织 155

三、肌腱和韧带组织 156

四、椎间盘组织 156

五、免疫性疾病 157

六、其他非骨骼系统组织 158

第五节 挑战与展望 159

第十三章 炎症与干细胞 161

第一节 炎症与炎性微环境 161

一、概述 161

二、炎性因子 161

三、炎性微环境 165

第二节 炎性微环境对干细胞生物学特性的影响 167

一、炎性微环境对干细胞生物学特性的影响 167

二、炎性微环境影响干细胞生物学特性的调节机制 170

第三节 炎性微环境对组织修复与再生的关系 172

一、炎性细胞因子在组织创伤与修复中的作用 172

二、炎性微环境对干细胞的正负双向调节作用 174

三、炎性微环境对组织再生的双向调控作用 175

第二篇 组织与器官的再生与工程化研究 179

第十四章 组织工程与再生医学研究概况 179

第一节 组织工程与再生医学概论 179

一、组织工程与再生医学的建立和发展 179

二、再生医学的概念及范畴 180

第二节 组织工程学与再生医学的基本原理与研究内容 182

一、组织工程与再生医学的基本原理 182

二、组织工程与再生医学的研究内容 182

第三节 组织工程与再生医学研究进展与展望 184

一、研究进展 184

二、再生医学发展趋势 186

三、组织工程再生医学产业化与社会意义 187

第十五章 组织工程支架材料与组织器官再生 190

第一节 组织工程常用支架材料 190

一、引言 190

二、支架材料的种类 190

三、材料的宏观和微观结构 193

四、材料的机械性能与加工、生物材料的评价 194

第二节 材料的处理和支架的构建及快速成形技术 195

一、引言 195

二、生物材料及支架构建的常用处理方法 195

三、生物材料及支架构建的快速成形技术 196

第三节 不同材料在组织工程与再生医学中的应用 197

一、仿生材料在组织工程与再生医学中的应用 197

二、生物纳米材料在组织工程与再生医学中的应用 198

三、水凝胶及其复合材料在组织工程与再生医学中的应用 198

四、细胞支架材料在组织工程与再生医学中的研究及应用 198

五、生物骨材料在骨组织工程与再生中的应用 199

第十六章 细胞与材料的相互作用 202

第一节 细胞与材料的相互作用基础理论 202

一、引言 202

二、生物材料与细胞相互作用的评价方法 202

三、材料表面性质和表面形态对细胞行为的影响 203

四、生物材料与细胞相互作用的改进 204

第二节 生长因子在细胞与材料相互作用过程中发挥的作用 205

一、引言 205

二、生长因子在生物材料与细胞作用中的应用 206

三、血管网络系统的形成和修复过程中生长因子的作用 208

四、骨形成和修复过程中生长因子的作用 211

五、细胞与材料相互作用过程中生长因子研究的未来发展方向 214

第三节 单核细胞、巨噬细胞、异物巨细胞和淋巴细胞与生物材料的相互作用 215

一、引言 215

二、单核细胞、巨噬细胞、异物巨细胞和淋巴细胞与生物材料的相互作用 216

三、炎症细胞与巨噬细胞在生物材料周围旁分泌作用 218

四、研究现状及展望 220

第四节 生物材料对间充质干细胞及其前体细胞增殖与分化的影响 220

一、引言 220

二、神经再生与神经间充质干细胞在不同生物材料上的增殖与分化 220

三、骨髓间充质干细胞与不同材料复合在骨重建中的作用 223

四、研究现状及展望 224

第十七章 三维打印技术与再生医学 226

第一节 三维打印的基本概念 226

一、三维打印概念的提出 226

二、三维打印技术的发展与外延 227

第二节 三维打印的工作原理 227

一、三维打印的技术流程 227

二、三维打印机的分类 228

三、三维打印的技术优点 230

第三节 口腔颌面修复需求推进三维打印技术 230

一、三维打印与赝复体的制作 230

二、三维打印与个性化种植体 232

第四节 生物打印 232

一、三维打印与组织工程支架材料 233

二、三维打印与组织工程骨 234

三、三维打印与组织工程心脏 235

第五节 未来展望 235

第十八章 基因治疗与组织再生的研究 237

第一节 基因治疗概述 237

一、基因治疗的基本概念 237

二、基因治疗的途径和基本程序 238

三、基因转移系统 238

第二节 基因治疗在组织再生中的研究 242

一、组织再生的相关生长因子 242

二、基因治疗与骨组织再生 246

三、基因治疗与软骨组织再生 247

四、基因治疗与牙再生 248

五、基因治疗与皮肤组织再生 249

六、基因治疗与其他组织再生 249

第三节 基因治疗组织再生存在的问题及展望 250

一、基因修饰的安全性问题 250

二、新型非病毒载体的研发 251

三、基因的联合修饰治疗 252

第十九章 小分子化合物与干细胞分化再生 254

第一节 诱导小分子化合物的研究进展 254

一、引言 254

二、天然产物小分子化合物与合成小分子化合物的研究进展 254

三、小分子化合物的筛选模式及研究进展 255

第二节 可诱导干细胞分化的小分子化合物的研究进展 261

一、可诱导干细胞分化的因素 261

二、可诱导胚胎干细胞向中胚层分化的小分子化合物 261

三、可诱导胚胎干细胞向神经元分化的小分子化合物 262

四、可诱导胚胎干细胞向心肌分化的小分子化合物 262

五、可诱导胚胎干细胞向内胚层细胞分化的小分子化合物 263

六、可诱导iPS的小分子化合物 263

第二十章 基于脱细胞ECM的器官再生 267

第一节 常见的全器官脱细胞原理 267

一、物理处理 267

二、化学试剂处理 268

三、生物试剂处理 269

第二节 全器官ECM脱细胞的常用技术 269

一、全器官脱细胞的灌注法 269

二、脱细胞ECM的灭菌方法 269

三、脱细胞ECM的评价方法 270

第三节 脱细胞ECM的再细胞化 271

一、常用的再细胞化技术 271

二、种子细胞的选择 271

三、接种细胞的数量 272

四、再造器官的培养体系 272

第四节 基于脱细胞ECM的组织工程器官的构建 273

一、脱细胞ECM在心脏组织再生中的应用 273

二、脱细胞ECM在肝脏组织再生中的应用 274

三、脱细胞ECM在肺脏组织再生中的应用 275

四、脱细胞ECM在肾脏组织再生中的应用 275

五、小结与展望 276

第二十一章 细胞膜片技术与再生医学 278

第一节 细胞膜片技术概述 278

一、细胞膜片技术简介 278

二、细胞膜片的构建原理 279

三、组织工程细胞膜片的制备方法 279

第二节 细胞膜片的分类及其生物学特点 280

一、细胞膜片的分类 280

二、细胞膜片的生物学特点 282

第三节 细胞膜片技术与再生医学 283

一、细胞膜片技术与再生医学 283

二、细胞膜片技术构建组织和器官的方式 284

三、细胞膜片技术在再生医学领域的应用 284

四、展望 286

第二十二章 组织工程化皮肤的研究 288

第一节 组织工程皮肤的要求 288

一、解剖和生理要求 288

二、手术要求 289

第二节 组织工程皮肤的构建 289

一、组织工程皮肤的成分 289

二、组织工程皮肤的构建过程 290

三、细胞形成 290

四、形态发生 290

五、组织发生 291

六、器官发生 291

第三节 组织工程皮肤的临床应用要求及评估 291

一、手术要求 291

二、护理要求 292

三、组织工程皮肤治疗后评估 292

第四节 组织工程化皮肤的研究和应用 293

一、人工皮片 293

二、组织工程化真皮 293

三、组织工程化全层皮肤 298

四、组织工程化毛囊 298

五、表皮干细胞在组织工程中的应用 299

六、组织工程化全层皮肤的构建策略 300

七、组织工程皮肤存在的问题及展望 301

第五节 组织工程产品临床应用的条件 302

一、组织工程产品安全性、有效性评价 302

二、符合医学伦理学原则 303

三、符合国家政策法规和国际法规 304

第二十三章 骨再生与组织工程骨 306

第一节 骨组织学 306

一、骨组织的组成和结构 306

二、骨形成和骨吸收 307

三、骨塑性 308

四、骨生长因子 308

第二节 骨组织工程理论要点 309

一、骨组织再生与重建的方法及策略 309

二、骨组织工程的基本要素 310

三、骨组织工程构建策略 312

第三节 组织工程骨的研究与应用 314

一、骨缺损动物模型研究 314

二、临床应用研究 317

第四节 组织工程骨研究中存在的问题与展望 318

一、组织工程骨的血管化研究 318

二、组织工程骨与生物力学 319

三、计算机辅助技术和纳米技术的开发 320

第二十四章 软骨再生与组织工程软骨 322

第一节 软骨再生和软骨组织工程研究基础和背景 322

一、软骨组织结构 322

二、软骨组织主要成分 323

三、软骨再生和软骨组织工程的发展历程 324

第二节 软骨再生和软骨组织工程研究手段 325

一、三维构建方式对软骨再生的作用 325

二、外界应力对软骨再生的作用 326

三、低氧环境对软骨再生的作用 327

第三节 软骨再生和软骨组织工程种子细胞 327

一、软骨细胞用于软骨再生 328

二、干细胞用于软骨再生 328

第四节 软骨再生和软骨组织工程支架材料 329

第五节 软骨再生和软骨组织工程研究面临的问题与展望 331

一、软骨细胞去分化问题 331

二、支架材料选择问题 331

三、干细胞软骨方向诱导分化问题 332

四、工程化软骨体内长期功能保持问题 333

五、软骨再生研究前景 333

第二十五章 组织工程化周围神经 335

第一节 周围神经解剖结构特点 335

一、神经纤维 335

二、施万细胞 335

三、神经包膜 335

第二节 周围神经损伤再生的机制 336

一、周围神经再生的细胞与分子机制 336

二、神经元存活与损伤修复反应 337

第三节 组织工程周围神经种子细胞 338

一、施万细胞 338

二、神经干细胞及嗅鞘细胞 339

三、间充质干细胞 339

四、皮肤来源的干细胞 340

第四节 组织工程周围神经支架材料 340

一、神经组织移植 340

二、非神经组织移植 340

三、生物材料 341

四、支架材料的表面微结构 341

五、纳米纤维材料特性及电纺丝技术 342

六、组织工程支架材料的电生理特性 342

七、生物支架材料与生长因子的转运 343

八、脱细胞神经 343

第二十六章 牙再生和牙组织工程研究 346

第一节 牙再生和牙组织工程研究基础 346

一、牙再生和牙组织工程基本概念 346

二、牙再生和牙组织工程基本原理 346

三、牙再生和牙组织工程研究内容 347

四、牙发育过程的形态学变化 347

五、牙体组织学结构和发育起源 347

六、牙周组织学结构和发育起源 348

七、牙发育的基因调控网络 348

第二节 牙再生和牙组织工程研究手段 349

一、器官培养技术 349

二、胚层重组试验 350

三、生物支架材料的应用 350

四、体内移植试验 351

五、基因治疗技术 352

第三节 牙再生和牙组织工程研究策略 353

一、组织工程牙胚研究策略 353

二、组织工程釉质研究策略 354

三、组织工程牙本质牙髓复合体研究策略 354

四、组织工程牙根研究策略 356

五、组织工程牙周复合组织研究策略 357

六、组织工程牙骨质研究策略 358

七、全牙组织工程研究策略 358

第四节 牙再生和牙组织工程研究面临的问题与展望 359

一、牙形态发生问题 359

二、牙大小控制问题 359

三、牙源性上皮来源问题 359

四、牙发育基因网络调控的应用 360

五、牙起源与干细胞的关系 360

六、移植排斥问题 361

七、萌出问题 361

八、牙髓血运重建问题 362

九、牙髓神经再生问题 362

十、牙再生研究前景 363

第二十七章 牙根尖成形与再生 365

第一节 概论 365

一、牙根发育的基本过程 365

二、牙根发育的分子调控机制 368

三、牙根尖的形成 373

第二节 牙根尖形成与再生相关的细胞 374

一、胚胎期牙源性干细胞 374

二、发育期牙源性干细胞 375

三、成体牙源性干细胞 377

第三节 再血管化与牙根尖再生 378

一、概述 378

二、牙髓血运重建术的生物学基础 378

三、牙髓血运重建的方法 379

四、问题与展望 380

第二十八章 生物牙根与牙再生 382

第一节 概论 382

一、生物牙根与牙再生基本概念 382

二、生物牙根与牙再生基本原理 382

三、生物牙根与牙再生研究内容 383

第二节 组织工程生物牙根研究策略 383

一、器官培养再生生物牙根 383

二、胚层重组再生生物牙根 383

三、组织工程生物牙根再生 384

第三节 组织工程生物牙根再生 384

一、生物支架选择 384

二、成牙微环境构建 386

三、种子细胞选择 386

四、生物牙根构建 388

五、咬合功能重建 390

第四节 组织工程生物牙根再生研究面临的问题与展望 392

一、牙根形态和大小控制问题 392

二、种子细胞来源问题 392

三、矿化平衡调控问题 393

四、移植排斥问题 393

五、咬合重建问题 393

六、血运重建及神经再生问题 393

七、生物牙根再生研究前景 393

第二十九章 组织工程血管 395

第一节 血管的细胞及组织学研究 395

一、血管的细胞 395

二、血管的细胞外基质 396

三、血管的种类及主要结构 396

四、血管的营养来源和神经 398

五、血管壁的特殊感受器 399

六、血管的生理变化 399

第二节 组织工程血管研究现状 399

一、目前临床应用的血管移植物 399

二、组织工程血管的细胞 401

三、组织工程血管的支架材料 402

四、组织工程血管的构建 403

五、组织工程血管的改性 406

六、组织工程血管的动物实验 408

七、组织工程血管的临床应用 408

第三节 总结和展望 409

一、组织工程血管发展方向 409

二、组织工程血管问题及研究策略 409

第三十章 视网膜再生 412

第一节 视网膜的医学基础 412

一、视网膜的组织结构与细胞生物功能 412

二、血－视网膜屏障 413

第二节 视网膜的病理改变 414

一、视网膜色素变性 414

二、视网膜肿瘤 414

三、黄斑疾病 415

四、视网膜血管性疾病 415

第三节 干细胞在视网膜中的应用 416

一、视网膜多能细胞 416

二、胚胎干细胞 416

三、骨髓来源干细胞 417

四、诱导多能干细胞 418

第四节 小结与展望 419

第三十一章 组织工程肌肉与肌腱 421

第一节 肌肉和肌腱的组织学结构 421

一、肌肉的结构 421

二、肌腱和韧带的结构 422

第二节 肌肉损伤与愈合 423

一、肌肉损伤 423

二、肌肉愈合过程 423

三、影响肌肉再生的因素 423

第三节 组织工程肌肉 425

一、种子细胞 425

二、支架材料 426

第四节 肌腱的损伤与修复 427

一、肌腱的损伤 427

二、肌腱的愈合过程 427

三、肌腱损伤的临床治疗 427

第五节 组织工程肌腱 428

一、种子细胞 428

二、支架材料 430

三、促进愈合因子 431

四、机械刺激在组织工程肌腱中的应用 432

五、组织工程肌腱／韧带的应用 433

六、组织工程腱鞘 434

第三十二章 胃肠道再生与工程化研究 436

第一节 胃肠道的结构与功能 436

一、食管 436

二、胃 437

三、小肠 437

四、大肠 438

第二节 组织工程胃肠道研究 439

一、组织工程食管 439

二、组织工程胃 441

三、组织工程小肠 442

四、组织工程大肠 444

第三节 胃肠道再生与工程化研究展望 444

第三十三章 胰岛与胰腺的再生 447

第一节 胰岛的结构与功能 447

一、胰岛的结构与功能 447

二、腺泡的结构和功能 450

第二节 胰岛的损伤与再生 450

一、胰岛的损伤 450

二、糖尿病 452

三、胰岛再生 453

第三节 胰岛的再生与应用面临的问题与展望 456

一、胰岛再生中的问题 456

二、胰岛再生与糖尿病 456

三、胰岛移植应用问题 456

第三十四章 腺体发育与再生 459

第一节 概述 459

一、腺体的类型和概念 459

二、腺体的发育及分子调控 461

第二节 腺体的再生与组织工程研究进展 464

一、再生与腺体再生 464

二、人体较重要腺体的再生和组织工程研究 465

第三节 腺体组织工程研究面临的问题与展望 468

第三十五章 肝脏再生 469

第一节 肝脏的结构和功能 469

一、肝脏的结构 469

二、肝脏的功能 470

第二节 肝脏的胚胎发育 471

一、肝脏发育的基本过程 471

二、肝脏发育过程中的相关分子通路 473

第三节 肝脏的自我再生过程及其调控机制 474

一、肝再生过程简述 474

二、成体肝脏干细胞 475

三、细胞因子在肝再生过程中的作用 477

四、细胞外基质在肝再生过程中的作用 480

五、非实质细胞在肝脏再生过程中的作用 481

第四节 肝脏再生的现代技术 482

一、细胞移植 482

二、人工肝支持系统 483

三、肝脏的组织工程化 484

第三十六章 泌尿系统再生 487

第一节 泌尿系统的结构和功能 487

一、肾脏 487

二、输尿管 488

三、膀胱 488

四、尿道 489

第二节 肾脏再生的基本过程 489

一、肾脏的发育 489

二、肾脏干细胞及肾脏的再生 492

第三节 肾功能替代的组织工程产品 494

一、组合型人工肾 494

二、生物人工肾 495

第四节 泌尿系统的其他组织工程产品 497

一、组织工程尿道的研究进展 497

二、组织工程膀胱的研究进展 498

第三十七章 血管再生与组织工程产品血管化 501

第一节 血管新生和发生过程及分子调控机制 501

一、血管系统形成的基本过程 501

二、血管发生 501

三、血管生成 501

四、参与血管新生的分子 502

五、动脉生成 503

第二节 组织工程产品的血管化 504

一、组织工程血管化的相关因素 504

二、组织工程组织的血管化技术 507

三、组织工程器官的血管化技术 509

第三节 血管再生化研究 510

一、可用于血管再生的种子细胞 510

二、血管再生与生长因子 511

第三十八章 中枢神经再生 514

第一节 中枢神经再生的研究基础 514

一、中枢神经系统损伤后反应 514

二、神经干细胞研究 516

第二节 中枢神经系统修复与再生策略 518

一、细胞治疗 518

二、生物材料在中枢神经系统修复中的应用 520

三、药物及生物因子在中枢神经修复再生的应用 521

第三节 中枢神经再生的临床应用 523

一、脊髓损伤的治疗 523

二、神经退行性疾病的治疗 524

三、角膜退行性变的治疗 525

四、脑卒中的治疗 526

第四节 中枢神经再生的展望 527

第三十九章 心肌与心脏再生 529

第一节 心肌的组织学结构 529

第二节 组织工程化心肌 529

一、心肌再生的种子细胞来源 529

二、生物材料技术 530

三、工程化心肌组织的构建 530

四、组织工程化心肌再生的机制 531

五、心肌再生的研究困境和展望 532

第三节 人工生物心脏 533

一、人工生物心脏的三大要素 533

二、人工生物心脏的研究困境和展望 535

第三篇 组织工程与再生医学的临床应用与产业化 539

第四十章 脱细胞ECM产品与组织再生 539

第一节 脱细胞ECM概述 539

一、ECM的特点 539

二、脱细胞ECM的组织和器官来源 541

三、脱细胞ECM产品的制备方法 541

四、脱细胞ECM产品的基本性能要求 543

第二节 脱细胞ECM产品 544

第三节 脱细胞ECM产品的组织再生应用 545

一、腹壁重建 545

二、肌腱和韧带修复 546

三、硬脑（脊）膜修复 546

四、口腔组织再生 546

五、乳房重建 546

六、角膜再生 547

第四十一章 间充质干细胞与免疫 548

第一节 间充质干细胞与免疫调节 548

第二节 间充质干细胞与免疫疾病治疗 556

一、间充质干细胞与自身免疫性疾病 556

二、间充质干细胞与GVHD 558

三、间充质干细胞与肿瘤 559

四、间充质干细胞治疗免疫疾病的临床应用展望 560

第四十二章 干细胞临床应用及产业化 563

第一节 干细胞治疗的研究基础 563

第二节 干细胞治疗的发展历程 564

一、间充质干细胞临床应用 564

二、胚胎干细胞临床应用 565

三、脐血干细胞临床应用 566

第三节 干细胞临床应用的政策 567

一、美国干细胞管理政策 567

二、欧洲干细胞管理政策 568

三、日本干细胞管理政策 569

四、中国干细胞管理政策 569

第四节 干细胞产业状况 570

一、干细胞产业特点 570

二、国际已上市干细胞产品及企业 570

三、干细胞产业前景 572

第四十三章 软骨创伤与再生修复 574

第一节 关节软骨结构及其特性 574

一、天然关节软骨的组成成分 574

二、关节软骨组织结构 574

三、关节软骨的生物力学特性 575

第二节 软骨组织损伤及其治疗 576

一、关节软骨损伤的分类 576

二、关节软骨损伤的特点 577

三、软骨损伤流行病学特征 577

四、软骨损伤后的常规治疗 579

第三节 软骨再生原理及修复机制 581

一、生物大分子在关节软骨损伤和修复中的作用 581

二、细胞外基质（ECM）在关节软骨损伤和修复中的作用 582

三、关节腔内间充质干细胞的作用 582

第四节 组织工程技术与软骨再生 582

一、组织工程化技术在软骨损伤中的应用 582

二、自体软骨细胞移植技术的发展 583

三、自体软骨细胞移植技术的应用情况 585

四、软骨细胞治疗技术的开发利用 586

五、自体软骨细胞移植术后并发症 586

六、软骨组织工程技术存在的问题及其展望 587

第四十四章 角膜再生与组织工程角膜 589

第一节 角膜及角膜缘的组织学 589

一、角膜的组织学结构 589

二、角膜缘的组织学结构 590

第二节 角膜缘干细胞的生物学特性 590

一、角膜缘干细胞的鉴定 590

二、角膜缘干细胞的分化调节机制 590

三、角膜缘干细胞移植现状 592

第三节 角膜移植 593

一、角膜的免疫赦免机制 593

二、穿透性角膜移植 593

第四节 组织工程角膜的研究现状 595

一、人工角膜的发展历程 595

二、组织工程角膜支架材料 595

第四十五章 组织工程化皮肤的临床应用与产业化 600

第一节 组织工程皮肤的临床应用进展 600

一、组织工程皮肤的研究进展 600

二、组织工程皮肤产品 602

三、组织工程产品临床应用的基本条件 606

四、组织工程皮肤的临床应用 609

第二节 组织工程皮肤的产业化 611

一、组织工程皮肤的产业化 611

二、组织工程皮肤的产业化的关键技术 612

三、组织工程皮肤的研究及申报相关要求 614

第三节 组织工程皮肤存在的问题及展望 614

第四十六章 牙周组织再生 617

第一节 干细胞在牙周组织再生中的应用 617

一、口腔来源的干细胞 617

二、非口腔来源的干细胞 619

第二节 生长因子对牙周组织再生的作用 620

一、生长因子的种类与应用 620

二、基因转染技术替代生长因子应用 622

第三节 生物材料的临床应用及产业化 623

一、生物材料的种类 623

二、牙周应用生物材料的产业化 624

第四节 牙周再生治疗方法 625

一、常规疗法 625

二、细胞疗法 627

三、无细胞疗法 629

第五节 挑战与展望 630

第四十七章 组织工程化产品的宿主免疫反应 632

第一节 组织工程支架材料与宿主免疫反应 632

一、粒细胞与单核细胞的激活 632

二、巨噬细胞与异物反应 634

第二节 生物材料与树突细胞反应 635

第三节 生物材料与T淋巴细胞反应 636

第四节 免疫反应与组织修复的关键调控因素——细胞外基质 636

第五节 免疫反应与含细胞的组织工程产品 637

一、组织相容性抗原与免疫反应 637

二、免疫耐受 638

第四十八章 基于组织工程技术的体外测试模型 640

第一节 国内外实验动物的应用及相关实验法规体系 640

一、国内外实验动物的应用 640

二、国内外相关动物实验法规体系 641

第二节 化妆品安全评估的体外方法 642

一、急性毒性实验 643

二、皮肤刺激和腐蚀性 643

三、皮肤渗透和吸收 643

四、皮肤致敏 644

五、眼刺激和腐蚀性实验 644

六、光毒性 645

七、其他毒理学测试指标 645

第三节 药物临床前研究的替代方法 645

第四节 体外测试方法开发的组织工程学技术原理 646

一、组织工程皮肤及其体外测试应用 646

二、组织工程器官及体外测试 648

第四十九章 组织工程、再生医学与抗衰老 649

第一节 抗衰老研究现状 649

一、抗衰老的概念与发展历史 649

二、抗衰老研究现状 650

第二节 组织工程与抗衰老 652

一、抗衰老中应用的生物材料 652

二、抗衰老中应用的生物因子 654

三、抗衰老中应用的种子细胞与组织工程器官 655

四、抗衰老的组织工程产业发展现状 655

第三节 再生医学与抗衰老 655

一、成体细胞治疗与抗衰老 655

二、干细胞治疗与抗衰老 659

三、基因治疗与抗衰老 660

四、抗衰老的再生医学产业发展现状 661

第四节 总结与展望 662

一、抗衰老研究难点 662

二、抗衰老研究方向 662

三、抗衰老的组织工程、再生医学产业发展方向 663

四、国家行业监管政策、法规总结展望 663

第五十章 再生医学产品相关动物模型的设计 665

第一节 动物模型设计的原则及影响因素 665

一、动物模型设计的原则 665

二、动物福利的指导准则——3R原则 666

三、动物实验过程中的影响因素 667

第二节 动物模型设计及相关应用 669

一、皮肤损伤动物模型设计 669

二、骨缺损动物模型 672

三、骨关节炎动物模型 673

四、心肌缺血动物模型和心肌梗死动物模型设计 674

五、肛瘘动物模型的设计 675

六、帕金森病模型的设计 675

七、动物肝脏再生模型 676

八、慢性肾衰竭动物模型 678

第三节 美容产品的动物模型设计 679

一、黑斑动物模型的建立 679

二、增生性瘢痕和瘢痕疙瘩组织移植的动物模型 680

三、皮肤光老化动物模型 680

四、兔双侧下颌骨牵引成骨动物模型的建立 680

第五十一章 再生型医疗产品的生物学评价 682

第一节 概述 682

一、生物学评价的基本知识 682

二、生物学评价中的基本术语与定义 682

三、生物学评价特点 683

第二节 生物学评价的基本原则 684

一、生物材料或医疗产品的生物学评价应遵循的原则 684

二、生物学评价参照标准 684

三、生物学评价分类 685

第三节 生物学评价与试验方法 686

一、评价试验总述 687

二、评价试验方法 688

三、免疫毒性试验 700

第四节 存在的问题及发展趋势 701

第四篇 重要细胞培养相关技术 705

第五十二章 细胞大规模培养 705

第一节 细胞培养 705

一、细胞大规模培养方式 705

二、细胞大规模培养条件 707

第二节 生物反应器 708

一、生物反应器的培养方式 708

二、生物反应器的类型 710

第三节 细胞微载体培养技术 713

一、微载体细胞培养条件 714

二、微载体细胞大规模培养的生物反应器系统 715

三、应用微载体技术规模化培养组织工程种子细胞 716

四、展望 717

第五十三章 干细胞建库 718

第一节 国内外干细胞建库情况概述 718

一、国外主要干细胞库 718

二、国内干细胞库建设 719

第二节 干细胞建库的原则和方法 721

一、细胞相关资料的收集 721

二、干细胞系的建库 721

三、干细胞的质量控制 721

四、干细胞的冻存和发放 722

五、干细胞的召回和处理 722

第三节 干细胞库的管理体系 723

一、机构设置 723

二、人员构成 723

第五十四章 骨髓间充质干细胞的分离、培养和鉴定 724

第一节 骨髓间充质干细胞简介 724

第二节 细胞的体外培养 724

一、细胞的取材 724

二、细胞的体外培养 726

三、生物学特性检测 726

四、骨髓间充质干细胞纯化的常用方法 727

五、骨髓间充质干细胞的鉴定 728

第五十五章 脂肪干细胞的分离、培养和鉴定 732

第一节 脂肪干细胞简介 732

第二节 细胞的体外培养 732

一、细胞的取材 732

二、细胞的体外培养 734

三、生物学特性检测 734

四、脂肪干细胞的鉴定 735

第五十六章 脐带血干细胞培养 738

第一节 脐带血干细胞简介 738

第二节 脐带血干细胞和脐带间充质干细胞的分离和培养 738

一、细胞培养液和主要试剂 738

二、脐带血的采集 738

三、脐带血分离技术 739

四、脐带血干细胞的分离 739

五、脐带间充质干细胞的分离 740

六、脐带间充质干细胞的培养 740

第三节 脐带血干细胞保存与应用 740

一、脐带血干细胞的保存 740

二、脐带血干细胞库 741

第五十七章 iPS细胞的培养 743

第一节 iPS细胞简介 743

第二节 iPS细胞的建立与培养 744

一、iPS细胞构建原理 744

二、iPS细胞的建立方法 744

三、iPS细胞培养 745

四、iPS细胞鉴定 746

第五十八章 ES细胞的培养 749

第一节 胚胎干细胞简介 749

一、ES细胞的形态学特征 749

二、ES细胞的表面抗原 749

三、ES细胞的全能性 750

第二节 胚胎干细胞的培养 751

一、细胞培养液和试剂 751

二、胚胎干细胞的分离培养 751

三、胚胎干细胞鉴定 753

第五十九章 皮肤组织工程相关细胞的培养 756

第一节 皮肤细胞的分离培养过程 756

一、用品 756

二、步骤 757

三、表皮细胞培养要点 758

第二节 真皮微血管内皮细胞的分离与培养 758

一、用品 758

二、步骤 758

三、真皮微血管内皮细胞的鉴定 759

第三节 人脐带静脉内皮细胞的培养 760

一、用品 760

二、步骤 760

第六十章 皮肤、口腔黏膜干细胞 762

第一节 皮肤、口腔黏膜组成 762

一、上皮组织 762

二、上皮下结缔组织 763

三、皮肤附属器 763

第二节 皮肤、口腔黏膜的再生特点 764

一、生理性再生 764

二、病理性再生 764

三、毛发的再生 764

第三节 皮肤、黏膜干细胞特点 765

一、上皮干细胞 765

二、间充质多能干细胞 766

三、毛囊干细胞 766

第四节 皮肤、口腔黏膜干细胞的分离、培养 767

一、上皮干细胞分离、培养 767

二、间充质干细胞分离、培养 768

三、毛囊干细胞分离、培养 768

第六十一章 神经源性干细胞 770

第一节 神经组织组成 770

一、神经元 770

二、神经胶质细胞 771

第二节 神经组织的再生特点 771

第三节 神经组织干细胞特点 772

一、神经干细胞分布 772

二、神经干细胞特性及表面标记 773

第四节 神经干细胞的分离、培养 773

一、成体组织及胚胎组织神经干细胞的培养方法 773

二、其他来源神经干细胞的培养方法 774

第六十二章 牙髓干细胞的分离培养和鉴定 775

第一节 牙髓干细胞的生物学特性 775

第二节 牙髓干细胞的分离和培养 776

一、实验用品 776

二、实验取材 776

三、原代培养 776

第三节 牙髓干细胞的多向分化 777

一、成脂诱导分化 778

二、成神经诱导分化 778

三、成骨诱导分化 778

第四节 牙髓干细胞的细胞表型 778

第六十三章 牙周膜干细胞的分离培养和鉴定 781

第一节 牙周膜干细胞的生物学特性 781

一、组织块法培养人牙周膜细胞的生长情况 781

二、酶消化法培养人牙周膜细胞的生长情况 782

第二节 牙周膜干细胞的分离和纯化 782

一、实验用品 782

二、实验取材 782

三、原代培养 782

四、牙周膜干细胞传代培养 783

五、有限稀释法克隆化培养纯化牙周膜干细胞 783

第三节 牙周膜干细胞的体外鉴定 783

一、细胞克隆形成率 783

二、MTT检测细胞增殖能力 784

三、细胞来源及间充质干细胞表面标志鉴定 784

四、人牙周膜干细胞体外成骨、成脂分化诱导 784

第六十四章 角膜缘干细胞 787

第一节 角膜缘干细胞简介 787

第二节 角膜缘干细胞的体外培养 787

一、角膜缘干细胞的取材和培养 787

二、角膜缘干细胞的鉴定 788

第六十五章 羊膜上皮干细胞培养 789

第一节 羊膜上皮干细胞简介 789

第二节 羊膜上皮干细胞的体外培养 789

一、羊膜上皮干细胞的原代培养 789

二、羊膜上皮干细胞的冻存与复苏 790

第六十六章 骨与软骨源性细胞的分离培养及鉴定 792

第一节 成骨细胞的体外培养 792

一、骨内成骨细胞的培养 792

二、骨膜内成骨细胞培养 794

第二节 破骨细胞的培养 794

一、成熟破骨细胞分离培养法 795

二、骨髓长时间培养诱导分化形成破骨细胞法 796

第三节 软骨细胞的培养 796

一、软骨细胞培养 797

二、软骨细胞鉴定 797

第四节 滑膜细胞的培养 798

一、滑膜组织块贴壁培养法 798

二、酶消化培养法 799

第六十七章 肌源性干细胞的分离培养和鉴定 801

第一节 骨骼肌细胞培养与鉴定 801

一、实验用品 801

二、原代培养 801

三、骨骼肌细胞传代 802

四、骨骼肌细胞纯化 802

五、骨骼肌细胞的鉴定 802

第二节 平滑肌细胞培养与鉴定 803

一、实验用品 803

二、原代培养 803

三、平滑肌细胞传代 803

四、细胞培养的几点技巧 803

五、平滑肌细胞鉴定 804

六、平滑肌细胞的生物学特性 804

第三节 心肌细胞体外培养与鉴定 805

一、心肌细胞分离、纯化方法 805

二、心肌细胞与成纤维细胞的分离 807

三、心肌细胞的生物学特性 807

四、心肌细胞体外培养鉴定 807

第六十八章 肝脏祖细胞的分离培养和鉴定 809

第一节 肝脏祖细胞简介 809

第二节 肝脏祖细胞的分离培养 810

一、胚胎肝祖细胞的分离培养 810

二、成体肝脏祖细胞的分离培养 811

三、人肝脏祖细胞的分离、培养、鉴定 813

第三节 肝脏祖细胞的鉴定技术的发展 814

一、细胞膜类 814

二、细胞胞质类 816

三、细胞胞核类 816

四、小结 816