组织工程支架材料研究进展(2)
与前述两类材料相比，ECM具有种属差异小,抗原性弱,不易引发宿主产生免疫排斥反应,良好的生物相容性和较好的生物降解性等优点[18]，作为组织工程支架材料具有广阔的应用前景。Rotariu等[19]用猪SIS修复兔2.5cm长尿道缺损，尿道层完全再生，与天然尿道几乎无区别。Siever 等[20]用同种异体UECM修复兔尿道缺损，术后可见尿路上皮细胞长入基质，基质管腔可以被上皮细胞覆盖，并且在基质中看见平滑肌细胞，6~8个月时基质支架的三分之一有平滑肌细胞束覆盖，尿道动力学和尿道造影证实达到尿道重建修复功能。孙新君等[21]用异种的脱细胞骨基质( Acellularbone extracellular matrix，ABECM)ABECM 在动物体内实验，组织周围可见软骨生成、纤维细胞生长以及有新生血管。对照组用酒精浸泡后移植到动物体内，发现骨小梁间有大量炎性细胞浸润，无软骨生成，排斥反应明显，而ABECM 组外周血T 淋巴细胞无表明改变，实验表明ABECM对受体细胞免疫影响不大。Badylak 等[22]将来自猪小肠黏膜下层(SIS)或膀胱黏膜去除上皮细胞和肌层，制成天然支架，用于犬的食管修复，发现食管的黏膜上皮在35天左右覆盖整个供体，50天后新生血管和肌束形成，2个月内支架材料被吸收，补片供体未出现狭窄，但管状供体出现狭窄，管径缩小约50%。黄桂林等[23]用家兔、SD大鼠的气管细胞外基质植入SD 大鼠面颊部，发现术后3个月气管细胞外基质支架与周围组织相容较好，无明显炎性反应和气管腔塌陷。
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细胞外基质(extracellular matrix，ECM)具有下述优点：① 良好的生物相容性、适当的生物可降解性；② 支架能维持细胞形态和表型，有一定机械强度；③ 免疫原性低、细胞的亲和性好；④ 含有多种细胞因子，促进细胞粘附与增殖，诱导组织再生。但是由于目前脱细胞技术的限制，细胞外基质研究还要进一步的深入才能更好的应用于组织工程实验与临床研究。
4 支架材料的表面修饰和性状改善
由于大多数支架材料在促进组织重建中存在一些缺陷，也限制了组织工程支架材料的应用，例如人工合成材料亲水性差，细胞不易于吸附，天然支架材料降解过快，不易于塑形等，为了解决上述问题可以对细胞支架的性状进行改善及表面的修饰等。Baman 等[24]为了使细胞与支架更易于黏附，在聚乳酸生物支架材料中用三氟乙醇建立通道。Park等[25]用过氧等离子及亲水性聚丙烯酸处理PLGA后，发现其亲水性及细胞增殖能力明显提高。Wang 等[26]用超声瞬间腔化作用打通聚乳酸生物支架材料原有泡沫样空间结构中多孔，改善了支架材料的组织相容性，促进了细胞与支架的黏附作用。Sato等[27]为了提高对成纤维生长因子22、转化生长因子β1等细胞因子的结合力，在对端胶原多孔支架表面覆盖肝素化的聚苯乙烯膜，然后在支架上种植软骨细胞，结果很大程度提高了细胞分化增殖能力。
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Jeong等[28]研究明胶/PLCL共聚纳米纤维支架，细胞能很好的在支架上粘附增殖、生长，并具有一定的机械强度，与对照组相比细胞数量明显增多。将VEGF包裹于PLGA/海藻酸钠纳米微粒中，体外持续释放超过21天，与空白组及VEGF单次注射组对照，显示体外人脐静脉血管内皮细胞增殖优势明显，显示纳米微粒作为一种VEGF缓释系统载体，在组织工程血管化中前景光明。大量的实验证实通过对支架材料的表面修饰和性状改善及可以解决其性能上的缺陷，更利于种子细胞在支架上的粘附、增殖与生长。
5 小结
目前应用于组织工程的支架材料有人工合成高分子可降解聚合物，天然材料提取物和细胞外基质三大类，由于支架的材料来源及制备方法不同，性能差别也比较大，至今还没有找到一种材料能够完全符合细胞生长的要求，因此探索制备更加接近体内细胞生存环境的支架材料是今后研究的方向。主要包括材料降解吸收率与组织器官的再生速率相一致，加强材料的表面修饰、生物活性因子及纳米技术等促进细胞在支架上粘附、识别、诱导分化，通过对支架材料的表面改性来增强其对细胞的粘附能力及力学强度，并且加入各种活性因子调控细胞的生长，以获得理想的组织工程支架材料。
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[参考文献]
[1] Yannas IV，Burke JF，Orgill D et al. Wound tissue can utilize aploymeric template to synthesize a functional extension of skin[J]. Seienee，1982， 215:174-176.
[2] Martin I，Quarto R，Dozin B，et al. Producing prefabricated tissues and organs via tissue engineering[J]. IEEE Eng MedBiol Mag，1997，16(2)：73-80.
[3] Shum-T im D，Stock U，Hrkach J，et al. Tissue engineering of autologous aorta using a new biodegradable polymer[J]. Ann Thorac Surg，1999，68(6)：2298 -2304.
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[4] Eberli D，Freitas Filho L，Atala A et al. Composite scaffolds for the engineering of hollow organs and tissues[J]. Methods，2009，47(2)：109-115.
[5] Woo YI，Park BJ，Kim HL，et al. The biological activities of(1，3)-(1，6)-beta-d-glucan and porous electrospun PLGA membranes containing beta-glucan in human dermal fibroblasts and adipose tissue-derived stem cells[J]. Biomed Mater， 2010，5(4):104-109.
[6] Ren T，Ren J，Jia X，et al. The bone formation in vitro and mandbular defect repair using PLGA porous scaffolds[J]. J Biomed Mater Res A，2005，74(4)：564.
, http://www.100md.com
[7] Xiong X，Ghosh R，Hiller E，et al. A new procedure for rapid，high yield purification of type Ⅰcollagen for tissue engineering[J]. Process Biochem，2009，44(11)：1201.
[8] Catherine D，Andr es J，et al. Alphar2 betar1 integr inspecific collagen mimetic surfaces supporting osteo blastic differentiation[J]. J Biomed Mater Res A，2004，69(4)：591., http://www.100md.com(王海江 陈启富)
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细胞外基质(extracellular matrix，ECM)具有下述优点：① 良好的生物相容性、适当的生物可降解性；② 支架能维持细胞形态和表型，有一定机械强度；③ 免疫原性低、细胞的亲和性好；④ 含有多种细胞因子，促进细胞粘附与增殖，诱导组织再生。但是由于目前脱细胞技术的限制，细胞外基质研究还要进一步的深入才能更好的应用于组织工程实验与临床研究。
4 支架材料的表面修饰和性状改善
由于大多数支架材料在促进组织重建中存在一些缺陷，也限制了组织工程支架材料的应用，例如人工合成材料亲水性差，细胞不易于吸附，天然支架材料降解过快，不易于塑形等，为了解决上述问题可以对细胞支架的性状进行改善及表面的修饰等。Baman 等[24]为了使细胞与支架更易于黏附，在聚乳酸生物支架材料中用三氟乙醇建立通道。Park等[25]用过氧等离子及亲水性聚丙烯酸处理PLGA后，发现其亲水性及细胞增殖能力明显提高。Wang 等[26]用超声瞬间腔化作用打通聚乳酸生物支架材料原有泡沫样空间结构中多孔，改善了支架材料的组织相容性，促进了细胞与支架的黏附作用。Sato等[27]为了提高对成纤维生长因子22、转化生长因子β1等细胞因子的结合力，在对端胶原多孔支架表面覆盖肝素化的聚苯乙烯膜，然后在支架上种植软骨细胞，结果很大程度提高了细胞分化增殖能力。
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Jeong等[28]研究明胶/PLCL共聚纳米纤维支架，细胞能很好的在支架上粘附增殖、生长，并具有一定的机械强度，与对照组相比细胞数量明显增多。将VEGF包裹于PLGA/海藻酸钠纳米微粒中，体外持续释放超过21天，与空白组及VEGF单次注射组对照，显示体外人脐静脉血管内皮细胞增殖优势明显，显示纳米微粒作为一种VEGF缓释系统载体，在组织工程血管化中前景光明。大量的实验证实通过对支架材料的表面修饰和性状改善及可以解决其性能上的缺陷，更利于种子细胞在支架上的粘附、增殖与生长。
5 小结
目前应用于组织工程的支架材料有人工合成高分子可降解聚合物，天然材料提取物和细胞外基质三大类，由于支架的材料来源及制备方法不同，性能差别也比较大，至今还没有找到一种材料能够完全符合细胞生长的要求，因此探索制备更加接近体内细胞生存环境的支架材料是今后研究的方向。主要包括材料降解吸收率与组织器官的再生速率相一致，加强材料的表面修饰、生物活性因子及纳米技术等促进细胞在支架上粘附、识别、诱导分化，通过对支架材料的表面改性来增强其对细胞的粘附能力及力学强度，并且加入各种活性因子调控细胞的生长，以获得理想的组织工程支架材料。
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