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南台科技大學 化學工程與材料工程系

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  1. 南台科技大學化學工程與材料工程系 生醫材料 組織工程支架 (Tissue Engineering Scaffold) 班級:化材四甲 組員:49840012 洪崇育 49840041 趙政瑋 日期:2013.05.20

  2. 組織工程之定義 組織工程學,也有人稱其為「再生醫學」,是指利用生物活性物質,通過體外培養或構建的方法,再造或者修復器官及組織的技術。[1]

  3. 組織工程三要素 [3] [9] 細胞 (Cell) 自體細胞 同種細胞 異種細胞 幹細胞 基因改質細胞 組織 工程 支架 (Scaffold) 生長因子 (Growth Factor) 貼附 增生 遷徙 分化 合成材料 天然材料 去細胞生物組織

  4. 組織工程支架 (Tissue Engineering Scaffold) 將可分解材料先加工成為組織的形狀後,有許多的孔洞[5],將其放置在實驗室或是體內,讓細胞在支架中繁殖分化,形成組織,再移植進入患者身體,或者直接在患者體內繁殖分化成所需的組織。[4] 若此一支架的外型,尺寸與待修補的組織一樣,則所培養出的組織將很適合修補缺陷組織,通常稱為支架材料。[1]

  5. 組織工程支架需求:[6] [9] 1. 生物親和性 2. 生物可降解性(biodegradable) 3. 三維內部連通孔隙 4. 具備支撐強度 [10] [10]

  6. 組織工程支架示意影片 • Tissue Engineered Bone http://www.youtube.com/watch?v=vkXlTfeGBmA • Tissue Engineering Scaffold Visualization http://www.youtube.com/watch?v=66YbFGuvX_E

  7. 組織生長支架材料 支架的來源有很多,大致上可區分為天然及人工兩類。[8] • Natural polymers:膠原蛋白(Collagen)、殼聚糖(Chitosan)、海藻酸(Alginate)。[1] • Biodegradable polyesters:聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚乳酸聚甘醇酸(PLGA)。[1] • Biodurable彈性體:PU (Polyurethane )。[1]

  8. 膠原蛋白(Collagen)[15] 人體的一種非常重要的蛋白質,主要存在於結締組織中。它具有很強的伸張能力,是韌帶和肌鍵的主要成份,膠原蛋白還是細胞外基質的主要組成成分。 它使皮膚保持彈性,而膠原蛋白的老化,則使皮膚出現皺紋。膠原蛋白亦是眼睛角膜的主要成份,但以結晶形式組成。[15]

  9. 海藻酸(Alginate) [18] 又稱藻酸、褐藻酸、海藻素,是存在於褐藻細胞壁中的一種天然多糖。海藻酸易與陽離子形成凝膠。[4] • 在製藥業中:被用作崩解劑將片劑分散在人體內;或是用作分散劑分散有效成分到液體中成為懸濁液;海藻酸鹽被用作藥物緩釋劑;海藻酸可作為吸收劑來治療重金屬中毒。 • 牙科用它來替代石膏及橡膠,製作牙模。 [4]

  10. 聚乳酸 Polyactate(PLA) [12] 又名玉米澱粉樹酯,是一種丙交酯聚酯。 PLA為生物可分解塑料之其中一種。屬合成直鏈脂肪族聚酯。 早期是開發在醫學上使用,手術縫合線及骨釘等,現在則已較廣泛的應用於一些常見的物品,如:包裝袋、紡織纖維。[12]

  11. 聚乙交酯 Polyglycolide or Polyglycolic acid (PGA) [13] 醫用可吸收合成纖維的一種,它可以從乙醇酸通過縮聚或開環聚合來製備。 專供作醫用可吸收的縫合線,它在活組織裡的吸收期大約為10~18週。 [4]

  12. 聚乳酸聚甘醇酸(PLGA) [2] 具有生物可降解性及良好的生物相容性,以及沒有毒性,PLGA在人體可被分解為乳酸及二氧化碳而排出[14]。 具有良好的機械強度,是可以由共聚合以及縮合反應,來得到不同的分子量,以藉此來調控其降解速率[2]。 廣泛分佈在軟骨與結締組織、血管壁角膜、肌腱與皮膚中,可以增進傷口癒合的速度,且可促進關節軟骨的修復,可應用在生醫植入材上,是一種生物相容性良好的材料。

  13. 聚胺酯Polyurethane (PU) [17] 抗凝血性以及優異的彈性等機械 性質,使其成為良好的心臟血管用之生醫材料。而透氣性使其用在傷口敷料,可用於人工導管(心導管等)、人工小血管、傷口敷料等。[4]

  14. 組織工程應用 [3]

  15. 組織工程應用 (人工軟骨)[3]

  16. 一名7歲男孩因車禍造成顱骨6×6厘米缺損 採用組織工程技術構建的顱骨移植修復,經4個月後,占顱骨總面積約1/6的組織工程顱骨在人體內穩定存在,生長良好 組織工程應用 – 頭顱修復 [3]

  17. 組織工程應用影片 • Collagen scaffolds for bone healing http://www.youtube.com/watch?v=W0NA1qgc8EI

  18. 參考資料 • [1]組織工程概論與支架設計. 徐善慧. 台灣大學高分子科學與工程學研究所 • [2]聚乳酸聚甘醇酸(PLGA)多孔性支架表面固定軟骨素及其生物相容性之研究 陳克紹1、劉家菁*1、顔聰榮2、林鴻儒3、陳天牧4、邱士華5、林瀚佐5 1大同大學材料工程學系2大同大學生物工程系3南台科技大學化學工程系4國防醫學院5桃園榮民醫院 • [3]組織工程 • [4]再生醫學 - 生物與醫學科技人才培育先導型計畫 • [5]組織工程_張淑真 • [6]組織工程-建構一更有效率及最佳化之實驗模式 楊允達 • [7]以冷凍式快速原型法製作組織工程用支架 • [8]生醫高分子 長庚大學機械工程系 • [9]幫細胞蓋一個家──組織工程用支架,曾清秀 中央大學機械工程學系 • [10]組織工程支架材料 • [11] Tissue engineering • [12] PLA • [13] PGA • [14] PLGA • [15] Collagen • [16] Polyurethane • [17] PU • [18] Alginicacid

  19. Thanks for your attention