本书原著由组织工程的奠基人Robert P.Lanza主编，编写队伍集合了全球著名实验室的权威专家，是目前组织工程领域最优秀的图书之一。本书系统介绍了组织工程所涉及的各种方法和实验策略，阐述详尽、透彻。

本书围绕组织工程三大要素展开论述。第1部分为“细胞和组织培养方法”，首先介绍了细胞培养的一般知识，然后使用大量章节分门别类地对人体各种细胞的培养方法进行了说明；第2部分为“细胞传递载体工具的制备方法”，对组织工程中涉及的各类天然高分子的改性、合成高分子的制备，聚合物支架的加工，细胞合成材料表面相互作用，微包囊方法进行了阐述；第3部分对皮肤、骨骼、肌肉、心血管、消化道、肝脏、肾脏、生殖系统、神经系统等多种细胞和组织的工程化方法进行了论述。

本书适合组织工程领域各个层次的研究人员，同时也可供从事细胞生物学、修复医学、基础医学、生物材料的研究人员参考。

第1部分细胞和组织的培养方法

1管理问题和标准化3

11引言3

12安全性考虑3

13有效性考虑5

14FDA的管理活动7

15通过ASTM进行的标准化10

16未来的前景、伦理和责任12

参考文献12

2细胞的分离与筛选15

21引言15

22细胞分离15

23外伤17

24细胞活性的测定18

25筛选19

26代谢及营养特点22

27结语24

参考文献25

3原代细胞和早期传代细胞的持续

培养32

31细胞系的起始32

32原代细胞的持续培养33

33培养方案34

34传代培养35

35传代方案：单层细胞35

36传代方案：悬浮细胞36

37生长周期36

38连续传代37

39衰老38

310细胞永生化38

311转化38

312确认39

313培养条件40

314转化为细胞系41

315分化41

316诱导分化42

317器官型培养44

参考文献44

4细胞定量和定性48

41引言48

42测定细胞数量的方法48

43细胞系的鉴定53

44蛋白质及细胞系特性64

参考文献71

5偶然因素和化学毒物74

51建立筛选方案74

52偶然因素的来源74

53建立筛选程序的基本规则75

54自体组织的筛选76

55同种异体组织的筛选76

56异种细胞的筛选77

57现有生物因素检测方法77

58培养基及试剂的纯度81

参考文献82

6培养环境：细胞聚合物生物反应器

系统85

61引言85

62细胞89

63支架90

64生物反应器91

65分析方法学94

66总结94

参考文献94

7培养环境：微阵列技术97

71引言97

72实验方法98

参考文献103

8培养环境：微构型化细胞培养和共

培养105

81背景105

82实验方法106

参考文献113

9上皮细胞培养：角膜115

91角膜上皮细胞115

92原代角膜上皮细胞的培养116

93延长生命期的细胞株的开发119

94三维培养121

参考文献122

10上皮细胞培养：乳腺部分125

101引言125

102前脂肪细胞的培养128

103细胞在聚合物支架上的种植129

104组织学129

参考文献131

11肝细胞培养及谱系生物学133

111引言133

112 一般问题133

113目的细胞的纯化138

114已明确的细胞信号（可溶性信号和

细胞外基质）的鉴定、纯化和利用148

115干细胞可生物降解支架的制备153

116细胞的单层培养157

117立体三维系统161

附录1游离脂肪酸混合物的制备167

附录2试剂来源： 供应商168

参考文献169

12上皮细胞培养：胰岛177

121引言177

122胰岛分离及培养的原理177

123操作标准182

参考文献187

13上皮细胞培养：气管腺细胞192

131引言192

132材料193

133方法194

134结果196

135可能的应用198

136结语200

参考文献200

14上皮细胞培养：肾脏202

141引言202

142肾小球细胞和肾小球系膜细胞

的培养方法202

143肾小管细胞的培养方法203

参考文献205

15上皮细胞培养：胃肠道207

151背景207

152实验操作步骤208

153讨论211

参考文献211

16上皮细胞培养：尿路上皮214

161引言214

162材料214

163细胞的准备215

164尿路上皮细胞的接种216

165尿路上皮细胞的传代216

参考文献217

17上皮细胞培养：前列腺218

171引言218

172前列腺上皮细胞的培养218

173前列腺基质细胞的培养225

174前列腺细胞培养的新应用225

175结语226

参考文献226

18上皮细胞培养：子宫颈上皮的三维

培养系统231

181角化细胞生长培养基232

182J2 3T3维持培养基234

183饲养细胞层234

184器官样培养235

参考文献237

19上皮细胞培养：阴道细胞重建239

191引言239

192细胞培养方法239

193细胞扩增240

194细胞特性240

195结语241

参考文献241

20间充质细胞培养：脂肪组织242

201引言242

202脂肪源细胞的分离、培养及发育

控制243

203状与未来248

参考文献249

21间充质细胞培养：平滑肌251

211引言251

212分离251

213培养253

214鉴别生长特性254

参考文献256

22间充质细胞培养：心肌细胞257

221引言257

222细胞来源257

223心肌细胞的特殊培养条件258

224分离心肌细胞的方法258

225心肌细胞的培养特征259

参考文献260

23间充质细胞培养：功能性哺乳动物

骨骼肌构建262

231溶液和培养基的准备262

232培养皿的准备264

233人工肌腱的准备和放置265

234分离卫星细胞和成纤维细胞265

235原代细胞的培养和种植（plate）266

236C2C12和10T1/2细胞的培养266

237肌样组织形成267

参考文献268

24间充质细胞培养：评价工程化肌肉

的实验仪器和方法269

241实验仪器269

242检测肌样组织的兴奋性和等效收

缩力271

243数据分析和解释274

参考文献275

25间充质细胞培养：软骨276

251引言276

252细胞分离和培养步骤277

参考文献284

26间充质细胞培养：骨289

261引言289

262成骨细胞来源290

263骨髓培养290

264结论性评价295

参考文献296

27间充质细胞培养：内皮细胞组织

工程300

271引言300

272血管移植物接种内皮细胞301

273内皮细胞化血管移植物的临

应用304

274血管内支架内皮化305

275周围血管内皮细胞植入305

276结语307

参考文献307

28间充质细胞培养：血管313

281引言313

282TEBV产生的步骤315

283材料和方法315

284TEBV的内皮化319

285讨论319

286结语321

参考文献321

29神经外胚层细胞培养：内分泌

细胞324

291引言324

292细胞325

293在旋转壁式生物反应器中细胞的

三维培养328

294RWV生物反应器中聚集的神经内

分泌器官的检测331

295将来研究的方法学方向332

参考文献333

30神经外胚层细胞培养：神经胶质细

胞和神经元335

301引言：神经再生和神经组织工程335

302PC12细胞系335

303施万细胞培养337

304嗅鞘细胞340

305大鼠海马神经元原代纯化细胞的

培养342

306大鼠胚胎脊髓神经元的培养344

参考文献345

31性腺细胞培养：睾丸347

311收集睾丸间质细胞、支持细胞和

生精细胞347

312细胞特性349

313接种和培养条件350

参考文献351

32性腺细胞培养：卵巢细胞354

321引言354

322粒层细胞培养的方法355

323卵泡的培养方法356

参考文献357

33干细胞培养：多能干细胞359

331引言359

332mPSC方法360

333鼠胚胎干细胞胚状体形成：在板上、

悬浮小滴以及悬浮培养中365

334人EG细胞发育：胚状体形成和

免疫组化分析366

335结语366

参考文献367

34干细胞培养：神经干细胞369

341引言369

342鼠的NSC369

343人的NSC372

344神经干细胞与组织工程373

参考文献374

35干细胞培养：肝脏干细胞377

351肝椭圆细胞细胞区室377

352肝的再生378

353分离成人肝脏椭圆细胞的应用382

参考文献383

36干细胞培养：肌肉干细胞385

361引言385

362成肌细胞385

363卫星细胞386

364肌肉干细胞386

365卫星细胞纯化方法387

366肌肉起源的干细胞是多能的吗？390

367以肌肉起源干细胞为基础的组织

工程方法390

368未来的方向393

参考文献394

37干细胞培养：再生用内皮祖细胞400

371再生用干细胞与内皮祖细胞400

372内皮祖细胞的鉴定400

373内皮祖细胞动力学401

374循环内皮细胞与内皮祖细胞比较401

参考文献403

38干细胞培养：来源于骨髓的间充质

干细胞406

381多潜能成人细胞的来源406

382对人类MSC的分离和初始培养407

383hMSC的扩增和鉴定408

384对细胞在体外分化的分析408

385使用胎羊模型对人类间充质干细胞

进行分析的方法411

386关于对hMSC进行进一步研究的

考虑412

参考文献412

39干细胞培养：软骨源性干细胞416

391来源于胚胎的软骨源性干细胞416

392来源于骨髓的间充质干细胞417

393从结缔组织获取间充质干细胞418

参考文献420

40干细胞培养：造血干细胞421

401动物模型系统对造血干细胞的

证实421

402造血干细胞生长的体外测试422

403人类造血干细胞移植424

404静息期424

405当前研究状况及未来的研究方向425

参考文献427

41干细胞培养：淋巴细胞429

411引言429

412细胞类型和来源429

413培养基、细胞因子和从外周血分离

单个核细胞431

414培养系统432

415细胞激活的方法433

416表面抗原表达437

417效应细胞的功能438

参考文献440

第2部分细胞传递载体工具的制备方法

42天然高分子的改性：胶原447

421引言447

422胶原基材料的戊二醛处理448

423用碳化二亚胺固定胶原基生物材料449

424染料介导的光氧化固定胶原法450

425聚环氧化合物固定胶原法451

426脱水和加热固定胶原法451

427不通过交联处理来制备胶原基体452

428总结453

参考文献453

43天然高分子的改性：胶原糖胺聚糖

共聚物457

431引言457

432人造皮肤移植物用胶原糖胺聚糖的

设计原则457

433用胶原糖胺聚糖来制备人工皮肤

替代物460

434用作人工皮肤移植物的胶原

糖胺聚糖的检测461

参考文献464

44天然高分子的改性：白蛋白465

441引言465

442白蛋白的固定465

443肝素对白蛋白的修饰468

444聚乙二醇对白蛋白的修饰469

445乙烯基聚合物对白蛋白的修饰471

446其他的白蛋白修饰方法472

447总结472

参考文献473

45天然高分子的改性：透明质酸478

451引言478

452化学改性479

453结语487

参考文献487

46天然高分子的改性：纤维蛋白原

纤维蛋白493

461引言493

462纤维蛋白的制备495

463纯化的纤维蛋白原：在三维细胞培养

体系中的应用497

464对具体过程和应用的改进498

465结语500

参考文献500

47天然高分子的改性：脱乙酰壳多糖503

471背景503

472部分脱乙酰壳多糖的制备504

473脱乙酰壳多糖支架的制备504

474脱乙酰壳多糖在组织工程中的

应用506

475使用脱乙酰壳多糖促进血管生成的

方法509

476总结510

参考文献510

48微生物合成的生物合成高分子：聚

羟基烷基酸酯513

481引言513

482PHA的纯化516

483聚羟基烷基酸酯的特点516

484多孔性PHA基体的制备517

485灭菌519

486在组织工程中的应用519

参考文献520

49合成高分子的制备：脂肪族碳酸酯

类高分子522

491引言522

492重要的生物医用可吸收性碳酸酯类

大分子的合成进展和基本原理522

493由逐步预聚衍生脂肪族碳酸酯体系

的方法523

494含脂肪族碳酸亚丙基酯共聚物的

制备方法523

参考文献527

50合成高分子的制备:由二烷酮和

二氧杂环类单体制备的聚合物528

501引言528

502从PD和DOP制备具有生物医用

价值的可吸收性大分子的合成

进展和基本原理528

503PD和DOP类聚合物的制备方法529

参考文献533

51合成高分子的制备：聚磷腈534

511背景资料534

512聚磷腈可用于组织工程的理由535

513设计原则535

514合成方面的一些问题536

515固态可生物降解聚合物537

516水凝胶538

517微球540

518表面改性以符合组织工程要求540

519结语542

参考文献542

52合成高分子的制备：聚酸酐545

521引言545

522聚酸酐的生物医学应用546

523聚酸酐的合成546

524α，ω双（对羧基苯氧基）烷烃（CPP

和CPH）的合成（反应式524）547

525含酰亚胺结构单体的合成（反应

式525）548

526二酸单体混合酸酐的制备（反应

式522中路径23）549

527通过熔融缩合聚合法合成聚酸酐

（反应式522中路径22）549

528可光固化的聚酸酐549

529甲基丙烯酸酯化癸二酸、CPP和

CPH的合成（反应式526）550

5210甲基丙烯酸酯化单体的光

固化550

5211材料的性能551

参考文献551

53合成高分子的制备：聚原酸酯553

531引言553

532实验部分554

533结果556

534讨论558

535结语560

参考文献560

54合成高分子的制备：聚氨基酸562

541聚氨基酸的化学合成563

542聚氨基酸的生物合成576

参考文献578

55合成聚合物的制备：聚富马酸丙烯

基酯580

551背景580

552方法581

553反应过程581

554最后的纯化过程582

555结语582

参考文献582

56合成水凝胶：藻酸盐水凝胶584

561引言584

562藻酸盐水凝胶的改性585

563细胞的相互作用588

564修饰藻酸盐水凝胶的降解588

565结语591

参考文献591

57合成水凝胶：基于N异丙基丙烯

酰胺的环境敏感水凝胶593

571引言593

572现行可注射支架存在的问题593

573一个理想的可注射聚合物支架594

574利用相分离发展可注射聚合物

支架594

575（NIPAAm）为基础的水凝胶作为

可注射聚合物支架595

576P（NIPAAmcoAAc）水凝胶的

合成596

577P（NIPAAmcoAAc）水凝胶的

鉴定597

578P（NIPAAmcoAAc）凝胶在关节

软骨再生方面的应用601

579P（NIPAAmcoAAc）水凝胶用于

骨的再生602

5710结语604

参考文献605

58聚合物支架的加工：溶剂浇铸609

581引言609

582溶剂的选择610

583溶剂浇铸611

584表面分析612

585结语613

参考文献613

59聚合物支架的加工：包膜法615

591引言615

592用于包膜的聚合物的结构性能之间

的关系616

593包膜过程617

594膜的性质618

595结语621

参考文献621

60聚合物支架的加工：冷冻干燥624

601引言624

602材料624

603装置625

604制备过程625

605支架的特点626

606加工过程的变化对支架微结构的

影响626

607推荐的制备支架的方法629

参考文献629

61聚合物支架的加工：聚合物陶瓷

复合型632

611引言632

612常规的骨移植633

613复合物材料的理论基础633

参考文献639

62聚合物支架的加工：相分离法641

621引言641

622材料642

623固液相分离642

624液液相分离644

参考文献647

63聚合物支架的加工：聚合649

631前言649

632试剂650

633方法650

634热致相分离和技巧652

635结论和未来的方向653

参考文献654

64聚合物支架的加工：气体发泡加

工法656

641引言656

642在组织工程中使用的聚合物的

加工657

643气体发泡法657

644制备步骤660

645鉴定661

646结语661

参考文献661

65细胞合成材料表面相互作用：自组

装生物材料663

651引言663

652材料664

653方法665

参考文献671

66细胞合成材料表面相互作用：靶向

细胞黏附672

661生物材料表面的细胞672

662细胞外基质和细胞黏附因子675

663受体调节的细胞表面黏附676

664细胞肽和蛋白多糖结合676

665黏附分子的固定677

666研究细胞表面相互作用的实验

方法681

667将来的发展683

668缩略语684

参考文献684

67细胞合成材料表面相互作用：物理

化学表面修饰693

671引言693

672材料694

673方法696

674结语699

参考文献702

68微包囊方法：琼脂糖PSSA703

681引言703

682胰岛在琼脂糖微珠中的包裹703

683胰岛在琼脂糖聚苯乙烯磺酸

（PSSa）微珠中包囊化706

参考文献708

69微包囊方法：藻酸盐（Ca2+诱导的

凝胶化）709

691引言709

692藻酸盐的化学结构和凝胶形成动

力学710

693大直径、未包被藻酸盐凝胶微球

包裹技术711

694未包被的藻酸盐凝胶用于胰岛的

异种移植712

695未包被的藻酸盐凝胶用于胰岛的

同种异体移植713

696共包裹方法713

697杂种细胞的包裹714

698微球直径715

699种属和物种差异716

6910生物相容性716

6911藻酸盐凝胶包囊的可恢复性和生物降

解性718

6912未包被的藻酸盐凝胶的保护性

机制719

6913总结719

参考文献719

70微包囊方法：藻酸盐聚L赖氨酸723

701二价阳离子调节藻酸盐交联原理723

702藻酸盐聚L赖氨酸微包囊形成

原理724

703藻酸盐聚L赖氨酸微包囊方法的

局限性724

704藻酸盐聚L赖氨酸微包囊的设计

改进725

705藻酸盐聚L赖氨酸微包囊的生物

相容性726

参考文献726

71微包囊方法：藻酸盐聚赖氨酸聚

哌嗪硫酸鱼精蛋白肝素729

711引言729

712材料和方法730

713APiPrH和APA微囊的对比730

714结语732

参考文献732

72微包囊方法：糖胺聚糖和脱乙酰壳

多糖734

721引言734

722材料736

723方法737

参考文献740

73微包囊方法：聚丙烯酸酯742

731引言742

732常规包裹过程743

733包裹细胞的合成聚合物743

734细胞微包裹法745

735细胞微囊的评价747

736结论747

参考文献748

74微包囊方法：聚乙烯醇(PVA)752

741背景752

742生物相容性752

743细胞包裹753

744生物活性分子的释放753

745作为稳定剂755

参考文献755

75微包囊方法：PMCG微囊757

751引言757

752理论模型758

753PMCG微囊759

754动物实验763

755讨论766

参考文献767

76微包囊方法：脱乙酰壳多糖和藻

酸盐769

761引言769

762脱乙酰壳多糖膜及细胞包裹769

763膜通透性控制技术770

764静电形成聚合物液滴的数学模型773

765用静电研究藻酸盐包裹体细胞的

生长774

766固定愈伤组织的培养和生长777

767结语779

参考文献779

第3部分细胞和组织工程化方法

77胚胎细胞的培养785

771引言785

772胚胎细胞的来源785

773胚胎细胞的分离785

参考文献788

78乳房重建790

781引言790

782乳房重建的类型790

783外科原则与组织工程791

784组织工程乳房替代物792

参考文献795

79血管替代物798

791引言798

792对血管替代物的要求799

793基于胶原的构建技术800

794细胞接种聚合物支架技术802

795细胞自组装技术804

796无细胞技术805

797总结和结论807

参考文献807

80 小直径血管移植物810

801引言810

802解决之道811

803血管组织工程方法813

804未来的方向815

参考文献815

81 心肌组织817

811引言817

812细胞分离818

813选择培养基820

814细胞支持材料的准备821

815生物反应器装配及其使用821

参考文献822

82 心脏瓣膜和动脉825

821引言825

822实验方法825

823展望826

参考文献827

83角膜828

831角膜828

832处理角膜细胞829

833角膜假体833

834角膜组织等同物836

835细胞分化的鉴定838

参考文献839

84消化道842

841引言842

842食管的组织工程替代842

参考文献847

85生物人工肝代谢活性和分化功能的

检测848

851引言848

852氧消耗852

853尿素及白蛋白生成852

854药物代谢853

855共聚焦显微镜854

856反应过程的数学分析856

857结语857

参考文献857

86血细胞代用品860

861背景和原理860

862制备聚合血红蛋白的实验室步骤862

863特性描述863

864动物安全性研究对人类不一定

正确865

865新一代产品866

参考文献868

87肝脏871

871引言871

872肝脏组织工程学方法872

873未来展望876

参考文献877

88体外肾替代880

881引言880

882组织工程化的生物人工肾881

883结语886

参考文献886

89体内的肾脏891

891引言891

892肾脏组织工程的必需成分891

893体内工程化肾脏结构892

894体内功能性肾单位的建立892

895使用以胶原为基础的基质的肾组织

工程893

参考文献894

90尿道组织修复896

901引言896

902用于尿道组织修复的自体泌尿道

细胞896

903尿道组织再生898

904用于尿道狭窄的生物相容性的支

撑物899

参考文献900

91阴茎902

911引言902

912人体组织重建902

913用于重建的阴茎假体906

参考文献907

92睾丸909

921引言909

922睾丸移植909

923睾丸组织移植910

924睾丸酮传送系统910

925睾丸酮替代治疗的细胞包装911

926胶囊化方法912

927结语913

参考文献913

93软骨重建915

931软骨生理学915

932软骨组织工程918

933展望922

参考文献923

94指骨与小关节927

941背景927

942实验步骤927

943组织工程复合物的观察结果930

参考文献932

95半月板933

951引言933

952半月板的发育过程933

953半月板组织工程934

954结语939

参考文献939

96细胞为基础的治疗方法在关节软骨

损伤中的应用941

961引言941

962实验室基础941

963临床应用945

964研究的现状及未来948

965结语949

参考文献950

97细胞作为扩增剂的治疗956

971自体源性的软骨细胞957

972自体膀胱平滑肌细胞959

973自体原代成肌细胞959

974自体脂肪细胞960

975结语960

参考文献961

98成肌细胞移植963

981对遗传性肌病治疗的探索963

982肌肉特性决定成肌细胞移植963

983成肌细胞移植研究的动物模型964

984培养和移植肌细胞965

985有关成肌细胞移植的免疫学问题966

986成肌细胞移植的监控967

987提高成肌细胞移植的成功率968

988植入成肌细胞的早期转归969

989成肌细胞的体外基因修饰970

9810人类使用的前景970

参考文献972

99骨骼肌978

991肌细胞生物学978

992组织工程方法979

993三维工程化骨骼肌组织981

994总结和未来展望982

参考文献982

100视觉增强系统986

1001引言986

1002光电子视觉增强986

1003基于电刺激基础上的视觉假体

装置988

1004组织移植994

1005结语998

参考文献999

101中枢神经系统移植物对神经疾病的

治疗1003

1011引言1003

1012方法1004

1013结果1006

1014结语1009

参考文献1009

102外周神经再生1011

1021引言1011

1022脱细胞的神经基质的神经移植1012

1023管状导管复合ECM、施万细胞或

生长因子的神经移植1013

1024神经功能恢复的评估1015

参考文献1017

103脊髓1019

1031引言1019

1032轴突桥联1019

1033通过细胞传递的治疗分子1022

1034局部神经电路的置换1025

参考文献1027

104冻存的真皮移植物1033

1041引言1033

1042Dermagraft的生产过程1034

1043Dermagraft的作用机理1038

1044工程化人真皮组织的冻存1044

1045结语1045

参考文献1046

105双层皮肤材料1051

1051引言1051

1052科学原理1052

1053设计1054

1054临床效果1057

1055结语1058

参考文献1059

106子宫1062

1061引言1062

1062解剖学与组织学1062

1063培养子宫内膜细胞的方法1063

1064培养子宫肌层细胞的方法1065

1065子宫组织的组织工程方案1065

1066内膜细胞的特征和鉴别1065

参考文献1065

107颌骨1068

1071引言1068

1072骨组织工程的策略1068

1073使用聚乳酸网和自体颗粒松质骨

及骨髓重建颌骨1069

1074展望1073

参考文献1073

108牙周学的应用1076

1081牙周病学中生物模拟和组织工程的应用1076

1082移植材料和装置1076

1083信号分子和黏附因子1078

1084细胞治疗和基因治疗1080

参考文献1081索引1087