histology techniques

8/20/2019 histology techniques

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[email protected]


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凤凰 Chinese phoenix/phoenix)：象征祥瑞。神

中说，凤凰每次死后，会周身燃起大火，然后其

烈火中获得再生，并获得较之以前更强大的生命

，称之为“凤凰涅磐”。

凤凰涅磐

凰涅磐


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蚯蚓的再生

蚓的再生

蚯蚓被截为两截以后，断面上肌肉组织快速溶解，然后形成新的细胞

团。这时，血液中所含的白细胞也会同时集中在切面上，形成特殊的

栓塞，从而使伤口快速闭合。

中胚层细胞还具有十分强的分化能力，当它有创伤时，原本位于体腔

内隔膜中的还没有分化的原性细胞，快速移动至伤口切面上来，并与

自己已溶解的肌肉细胞连在一起，在切面上形成一个个结节状的凸

，就被称为再生芽。

同时，蚯蚓体内的消化道、血管，以及神经系统等组织的细胞，经过

许多分裂，快速地向再生芽里不断生长。于是，切面上就会快速地再

生出另外一个头来，并且另一端也会自然生出一条尾巴来。这样一条

蚯蚓被截成两截以后不会死，且能够再生，于是就变成两条蚯蚓了。


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亚当的肋骨造就了夏娃

当的肋骨造就了夏娃

《圣经》中，上帝始造天地耗时七日，在第六日

里用泥土按自己的形状捏成个泥人，然后吹了一

口仙气于其中，亚当便有了生命。

上帝造了亚当之后，让他当世间万物的主宰，还

给他建了个园子来住，取名为伊甸园（

Eden），

其意为“乐事，愉快”，有时我们不说伊甸而称之

以乐园（

Paradise）。

取其第七肋骨塑成女状，再吹之以仙气，遂成夏

娃（意即“赋予生命”）。所以女人叫WOMAN，

是一个合成词，指“男人的肋骨”。


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荷马所著的《伊利亚特》中，描绘了一个叫做凯米拉的

火女怪，她狮头、羊身、蛇尾，并且背部及尾部又分别伸

出一羊头和蛇头。在现代移植学中，凯米拉一词成为一个医

学术语，译为嵌合体。另一个传说是美人鱼。

嵌合体

美人鱼


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最早的异体器官移植报道

战国时代的典籍《列子》记载过一例很奇特的移植

术。鲁国的公扈和赵国的齐婴得了痼疾去找神医扁鹊

治。扁鹊对公扈说：“汝志疆而气弱，故足于谋而寡

断。齐婴志弱而气疆，故少于虚而伤于专。故换汝之

，则均善矣。”

扁鹊先给他俩喝了一种自治的麻醉药。然后为两人

了开胸术，取出心脏互换。接着给他俩灌服了一种神

的药物，公扈和齐随即苏醒过来，怪疾得以治愈。

医学史上第一次关于异体器官移植的报道，国际器

移植学会把扁鹊作为器官移植的鼻祖。


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器官严重缺乏


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修复缺损器官的方法

异体移植

体移植

织代用品

1.异体移植强免疫排斥反应问题，失败率极高，加

异体器官来源有限，供不应求，因而难以实施。

2.自体移植牺牲患者自己正常器官组织为代价。

3.组织代用品人体相容性差，不能长久使用，还易

起感染。

能否用自身细胞培养修复受损的组织，

或再生器官替换原有器官？


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1995 年組織工程學創始者約瑟夫瓦肯提(Joseph P. Vacanti)博士與

爾斯瓦肯提(Charles A.Vacanti)博士兩兄弟及藍格爾（Robert

Langer）博士利用小鼠的背部再生製造出人耳形狀的軟骨。

Dr. Robert Langer.

Germeshausen Professor of Chemical and Biomedical Engineering at MIT

Dr. Joseph P. Vacanti.John Homans Professor of Surgery at Harvard Medical School


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组织工程的概念

组织工程是应用细胞生物学和工程学原理将人体某部

的组织细胞种植和吸附在一种生物材料的支架上进行

工培养繁殖扩增然后移植到人体内所需要的部位从

达到器官修复或再造的治疗目的的一种技术


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Are there differences between cell engineering and

tissue engineering?

The UIC BioE Department website provides the followingdescription, “cell and tissue engineering are very

complementary to one another as research in these fields oftenblends together. For example,

cellular engineers use engineered scaffolds to study how cellsadhere to surfaces and the impact the characteristics of the

surface can have on cellular process such as cell proliferationand migration.

Tissue engineers then use this knowledge to determine how bestto coat the surface of their scaffolds to stimulate cells to performas they desire.”

It is then accurate to state that cell & tissue engineering is abetter description of the newly emerged and exciting

interdisciplinary field of biological and physical sciences.


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组织工程的核心问题是：

应用生命科学和工程技术的原理和方法，在细胞

的体外培养过程中，诱导干细胞定向分化，维持、

调控乃至优化这种分化，从而形成具有和在体组织

相似功能的组织或器官。


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组织工程的关键技术:

组织构成细胞的培养

2 生物材料及构架制备

3 生物组织工程化培养系统

細胞

生長因子

多孔性鷹架(生醫材料)

體外長成組織或器官

之後再植病缺損

部位


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组织工程的三个支柱：


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1）种子细胞

干细胞：胚胎干细胞、成体干细胞

组织来源细胞

自体或异体


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2）生物材料支架

—细胞外基质

生物相容性好，可以生物降解

胶原支架：是生物系统中一种重要的不溶于水的纤维性蛋白质，构成高等动

物蛋白质的1/3，是胞外基质重要的结构蛋白。

壳聚糖：甲壳质是节肢动物角质内的主要结构多糖，壳聚糖是甲壳质的部分

拖乙酰化产物，具有阳离子性质，因此可以吸引糖胺聚糖、蛋白聚糖等带负

电荷的大分子聚集在支架内，即利于收集组织液中的生长因子。

海藻酸盐：是存在于褐藻的阴离子线性多糖，具有亲水性，生物相容性好。

磷酸钙基生物材料：是高度生物相容性的多晶陶瓷，能进行骨整合。硫酸钙基生物材料：是骨替代的最早的材料之一。适合作为骨洞填充物。半

结晶水的硫酸钙一般称为熟石膏，与水混合、成型、凝固，具有生物兼容性。


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3）生长因子

细胞的增殖与分化由各种生长因子和细胞调节。

表皮生长因子：对上皮细胞增殖有很强促进作用的53个AA的多肽。

神经生长因子：为神经细胞特异性分泌的营养蛋白。

肝细胞生长因子：为728个氨基酸残基单链组成。

骨形成蛋白：能诱导或刺激新骨的生成。


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组织培养的方法

1.表玻璃器官培养法:鸡胚提取汁与鸡血浆

2.琼脂凝胶器官培养法:琼脂、鸡胚提取汁及小牛血清

3.擦镜纸器官培养法:

4.金属格删器官培养法:

5.Transwell器官培养法:

6.灌流式器官培养法:

7.旋转管器官培养法:


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旋转式细胞培养系统

（

The Rotary Cell Culture System，

RCCS）

(1) 高分化度:(2) 模拟微重力:

(3) 三维细胞培养:


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骨组织工程：


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骨是高度结构化的羟基磷灰石[Ca5 PO4)3OH，

HA]和胶原纤维及血管交织成的多空基质。

Hing KA, 2004

Hing KA, 2004


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Hing KA, 2004


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Hierarchical organization of bone over

different length scales. Bone has a strong

calcified outer compact layer (A), which

comprises many cylindrical Haversiansystems, or osteons (B). The resident cells are

coated in a forest of cell membrane receptors

that respond to specific binding sites (C) and

the well-defined nanoarchitecture of the

surrounding extracellular matrix (D).

Science 18 November 2005:

Vol. 310. no. 5751, pp. 1135 - 1138

Molly M. Stevens and Julian H. GeorgeExploring and Engineering the Cell Surface Interface

http://www.sciencemag.org/content/vol310/issue5751/images/large/310_1135_F1.jpeg


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Natural and artificial fiber self-assembly.

(A) Natural assembly of collagen fibers:

(a) Pro-alpha chains are synthesized inthe lumen of the endoplasmic reticulum,

where (b) hydroxylation of selected

prolines and lysines occurs. (c) This is

followed by glycosylation of selected

hydroxylysines. (d) Three pro-alphachains self-assemble and (e) form a

procollagen triple helix. (f) These are

secreted into the extracellular space, and

(g) the protective propeptides are cleaved.

(h) Finally, the procollagen self-

assembles into fibrils, and (i) these

aggregate into collagen fibers. (B)

Amyloid-like assembly: (a) Beta-sheet

membranes with hydrophilic and

hydrophobic faces group by (b) burying

their hydrophobic faces. In the correct

ionic solution, (c) the hydrophilic faces

attract and (d) the fibers self-assemble (9).

(C) Amphiphilic peptide assembly: (a)

Amphiphilic peptide design. (b) The

peptides bury their hydrocarbon tails, (c)

forming fibers in solution

Science 18 November 2005:Vol. 310. no. 5751, pp. 1135 - 1138

Molly M. Stevens and Julian H. George

Exploring and Engineering the Cell Surface Interface



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Scaffold architecture affects cell binding and spreading. (A and B) Cells binding to scaffolds with

microscale architectures flatten and spread as if cultured on flat surfaces. (C) Scaffolds with nanoscalearchitectures have larger surface areas to adsorb proteins, presenting many more binding sites to cell

membrane receptors. The adsorbed proteins may also change conformation, exposing additional cryptic

binding sites.

Science 18 November 2005:Vol. 310. no. 5751, pp. 1135 - 1138

Molly M. Stevens and Julian H. George. Exploring and Engineering the Cell Surface Interface



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科学家首次利用人体干细胞培育出颚骨

哥伦比亚大学的这个研究结果公布在《美国科学院院刊》上。实验室合成

的骨骼是颞下颌关节。这一关节的问题可能由出生缺陷、关节炎或者损伤

造成。虽然该关节的问题很常见，但它很难治疗。该关节有着复杂的结

，这使得它很难通过移植身体其他部位的骨骼进行修复。

在这项新研究中，科学家用到了人骨髓中的干细胞。他们把这些干细胞

植入一个组织架中，借助患者的数码成像形成精确的人下巴骨形状。然后

他们使用特殊设计的生物反应器培育细胞，这种反应器能让成长的组织浸

泡在自然骨骼生长所需要的含量精确的营养成分中。

该研究第一研究人员戈达纳·伍加克·诺瓦科维克说：“使用患者自身

干细胞的骨骼移植的可行性将会革新我们目前治疗这种缺陷的方法。”伍

加克·诺瓦科维克称，这种新技术还可能用于头部和颈部的其他骨骼，包

括很难移植的头骨和颧骨。

用这种方法制造大小适合于解剖的人骨可能会潜在地改变医生执行整形

手术的能力，如严重受损后或癌症治疗。她说：“我们认为下颚骨是对我

们技术的最严峻的考验，只要这一问题得到解决，你就可以制作任何形

。”她强调在实验室里合成的关节只是骨骼，不包括其他组织，如软骨。

但是，哥伦比亚研究组正在研究一种包括骨骼和软骨的混杂移植的新方法。

科学家面临的一大挑战是找到有血液供应的骨骼的合成方法，这样就容

易与宿主的血液供应连接。去年帮助合成人工气管的布里斯托尔大学的组

织工程专家安东尼·霍伦德教授称，在新骨骼用于患者前还需要做大量工

作。但是，他说：“科学家在该领域面对的重要问题之一是如何合成有着

合适维度的一块骨骼，对一些骨骼缺陷来说这很重要。现在，科学家已经

合成形状高度精确的骨骼，这是组织工程学中令人欣慰的一面。”

2009-10-19

http://scitech.people.com.cn/GB/53752/53785/index.htmlhttp://scitech.people.com.cn/GB/53752/53785/index.html


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肝脏组织工程：


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Khmer woman who died of

hepatoma, four months afterarriving in a refugee camp in

Thailand CDC


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肝脏的血液循环

门静脉

肝动脉

小叶间静脉

小叶间动脉

血窦肝静脉下腔静脉

营养物质

O2


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肝小叶模式图


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肝小叶微细结构


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肝功能种类例子功能损害的后果营养稳态葡萄糖合成与储存

胆固醇摄取

低血糖、意识模糊

高胆固醇血症

颗粒滤过肠道细菌产物，如内毒素内毒素血症蛋白质合成凝血因子

白蛋白

转运蛋白

出血

低蛋白血症、腹水

脂肪肝

生物转化与

解毒胆红素和氨

类固醇激素

外源性化学物

黄疸、高血氨肝昏迷

男性第二性征丧失

药物代谢减低

胆汁形成与

排泄胆汁酸依赖性食物脂质和维

生素摄取

胆红素与胆固醇

金属如铜、锰外源化学物

脂肪泻、营养不良、维

生素缺乏

黄疸、高胆固醇血症

金属诱发的神经毒性药物清除迟缓

肝脏的主要功能及功能障碍的后果

脏的主要功能及功能障碍的后果


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人工耳：


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西班牙科学家近日成功利用患者本身的干细胞，完成全球首例量身定做的移植手术。这项医学技术

上的重大突破意味着细胞移植首次可在不发生排斥的状态下进行，患者出院后的生活可以完全恢复正常。

专业医学杂志《柳叶刀》上公布的这项研究报告说，患者已出院5个月，目前身体状况非常好。

来自欧洲的医学专家据此认为，今后，接受量身定做的器官移植手术将不再是难事。30岁的克劳迪

娅·卡斯蒂略曾经患肺结核，左胸气管严重损坏，不但呼吸困难，而且容易发生感染，无法照顾两个小

孩。在找到适当的气管捐赠人选后，手术团队用强力化学剂和酶清洗捐赠者的气管，将他的细胞完全清

除，只剩下一个由纤维蛋白胶原组成的细胞骨络。手术团队从克劳迪娅体内取出骨髓干细胞，并培养成

软骨细胞，并通过特殊的培育器具，将克劳迪娅的细胞植入捐赠者的气管中，避免排斥。

西班牙巴塞罗那医院外科医生马基亚罗尼教授在6月份对患者施行了手术。他说，“我一直很担心。

以前，我们只在猪身上做过试验。”他表示，这个量身定做的气管看起来与正常的人的气管一样，患者

现在可以过正常人的生活。（来源：中国新闻网）

《柳叶刀》

ncet

)，doi:10.1016/S0140-6736 08)61598-6，Paolo Macchiarini，Martin A

Birchall

首例量身定做移植手术取得成功

例量身定做移植手术取得成功

时代周刊2008十大医学


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Lancet

2008; 372: 2023 –30


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TransCyte皮肤替代物

美国FDA 食品与药品监督管理局）批准美国加利福

亚州一家公司生产的商品名为

TransCyte的皮肤替代物进

市场它由取自皮肤真皮或表皮层的细胞在一个生物可

解的聚合物上生长而成 TransCyte能作为创口的临时覆

盖物，可用于

2度或

3度烧伤的病人


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（一）种子细胞与培养液成纤维细胞：DMEM培养基、10%胎牛血清、青霉素、链霉素等

表皮角质形成细胞：DMEM+Ham F-12培养基、表皮生长因子等（二）载体：聚羟基乙酸（PGA）（三）构建成纤维细胞-PGA复合物：酶法消化收集真皮成纤维细胞，接种在PGA上，加入培养液培养。

（四）接种表皮角质形成细胞在前面的复合物上，更换表皮角质形成细胞培养基培养5天左右。（五）双层皮肤成熟：将复合物放在可渗透膜上，进行气-液界面培养，促进表皮角质形成细胞的进一步分化。再培养1周，形成含真皮和表皮两层结

构的组织工程化皮肤。


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Body-Part Shack

肢體臟器量販店


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骨头

• 将骨生长因子或干细胞植入一种做成特别形

状的孔状材料中，制造新的下颌或肢体。一种能制造胫骨的产品正处在临床试验中。

• 公司：Creative Biomolecules, Orquest,

Sulzer

Orthopedics, Biologics,Genetics Institute, OsirisTherapeutics, Regeneron。


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皮肤

• Organogenesis公司研制的与人类皮肤相同的 Apligraf ，是第一个获得食品及药物管理局

（FDA）批准的人造组织。它最初用于治疗

腿部溃疡，也可用于治疗足部溃疡和烧伤。

• 公司：Organogenesis, Advanced TissueSciences, Integra LifeSciences, LifeCell, OrtecInternational。


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胰脏

• 从猪的身上提取大量的可制造胰岛素的细胞，将其植入包膜中，然后注入人体

腹部。这种方法已在动物身上进行了试验，在两年内可能用于人体临床试验。

• 公司：BioHybrid Technologies, Neocrin,Circe Biomedical。


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心脏瓣膜、动脉及静脉

• 一项为期10年的制造心脏的首创行动已拉开序幕。基因改造后的蛋白质已成功

地被用于血管再生。• 公司：Organogenesis, Advanced Tissue

Sciences, Genetech, LifeCell, Reprogenesis。


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尿道

• 从病人身上取出软骨细胞，将它们放入一个较小的基质中，然后植入受损的输尿管中。从而使管壁增强，以阻止尿液回流及失禁。该方法

已处于临床试验后期。• 公司：Reprogensis, Integra LifeSciences。


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耳软骨

• 一种能够使膝关节软骨再生的产品已经面市。已为一个男孩培养了一个胸廓并

在裸鼠身上制造出了人耳。

• 公司：Genzyme Tissue, Biomatrix,

Integra LifeSciences, Advanced TissueSciences, ReGen Biologics, OsirisTherapeutics。


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牙齿

• 珐琅质基质蛋白被用来填充龋齿洞，在狗身上已获得成功。几年后有望进行人体试验。

• 公司：Biora, Atrix

Laboratories,Creative BioMolecules。


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乳腺

• 在临床使用前的研究中，几家公司已经能够通过植入一个软骨球，制造一个装饰乳头。

研究人员目前正在试图培养一个完整的装饰

乳腺。

• 公司：Reprogenesis, Integra LifeSciences。


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肝脏

• 制成一个海绵状的包膜，然后将肝脏细胞植入其中。已培养出一个10美分大小的器

官，但由于肝脏结构较为复杂，要培养出整个肝脏可能要花10年的时间。

• 公司：Advanced Tissue Sciences, Human

Organ Sciences, Organogenesis。


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膀胱

• 波士顿儿童医院的医生已用皮肤细胞

培养出膀胱并将它们植入绵羊体内。他们准备将同样的方法用于病人身上。

•公司：Reprogenesis。


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脊髓神经

科学家们正在研究神经生长因子，并将其植入受损处，以促使神经再生，或者将它们接种在可进行生物降解的人工材料上并植入神经缺损处。按此

方法处理的老鼠已能够再次行走


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维纳斯诞生

纳斯诞生

http://www.lqqm.com/Lqqm.Net/attach/bbscon/%EF%86%B4%E3%B6%AB%C7%B8%D2%BB%EE%B0%AEJPG?B=40&F=M.1112352590.A&attachpos=160102&attachname=/%EF%86%B4%E3%80%80


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http://www.lqqm.com/Lqqm.Net/attach/bbscon/%EF%86%B4%E3%B6%AB%C7%B8%D2%BB%EE%B0%AEJPG?B=40&F=M.1112352590.A&attachpos=160102&attachname=/%EF%86%B4%E3%80%80

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