脱细胞基质在软骨及骨组织工程中的应用研究进展
力学性能,1ACM的概述,2ACM的制作技术进展,3ACM支架力学性能的增强方式,4ACM在软骨及骨组织工程中的应用,5小结与展望
田臻,林科夫,黄奇,高峰,万莎,李浪(西藏自治区人民政府驻成都办事处医院,四川 成都 610041)
组织工程技术能够通过再生修复重建受损组织的结构和功能,因此得到广泛关注与研究。而通过组织工程技术实现此过程的前提是适合的支架材料。脱细胞基质(AM)是指经特殊处理以除去组织中细胞成分,制备成无活体细胞存在的细胞外基质(ECM)成分和结构的生物支架。此支架具有优良的生物相容性,保留了生物活性且无免疫排斥反应,被越来越多地应用到组织工程中[1]。至今AM已被应用于多种组织和器官的临床重建,如软骨、膀胱[2]和心脏[3]等。本文就脱细胞软骨基质(ACM)的概述、制作技术、支架力学性能以及在软骨与骨组织工程中的应用进行综述。
1 ACM的概述
脱细胞的生物基质材料被认为是一类极具前景的生物材料,这些经过脱细胞处理的基质含有部分的天然ECM成分和结构,为细胞的黏附、生长和增殖提供了良好的微环境;此外,ACM植入体内后很容易被降解和吸收[4]。目前有许多脱细胞的基质材料用于组织工程研究中,部分已用于临床,并取得了较好的临床效果。例如:皮肤、心包、血管、膀胱等AM[5]。
软骨基质由于其自身的结构特殊性及免疫原性,目前还没有被批准用于临床,有学者按其来源将软骨基质分为两类[6]:①天然软骨基质,如关节软骨、耳软骨、鼻软骨等;②软骨细胞分泌的ECM,这些基质可能缺乏某些天然基质的成分,其密度多低于天然组织。天然软骨基质用于软骨组织工程具有以下优点:①软骨来源广泛、获取方便,重塑能力良好,异种及异体皆可;②其成分更接近待修复的软骨组织,具有良好的生物相容性[7]。基于以上优点使得天然软骨基质成为目前软骨组织工程的一大研究热点,同时软骨基质具有潜在的临床应用可能性。
2 ACM的制作技术进展
天然软骨内的软骨细胞是免疫抗原的主要成分,因此脱去软骨细胞及其相关的DNA等物质是获得支架材料的重点。但天然软骨结构致密,直接脱细胞效果不佳,目前常采用的脱细胞方法有:①物理方法[8],用液氮反复冻融导致细胞内形成冰晶,破坏细胞膜和细胞核,但不能完全消除细胞DNA,DNA的残留可能引发强烈的免疫原性反应;②脱细胞化处理,一般采用物理和化学相结合的方法去除基质内所有细胞及其组分如DNA和RNA[9]。软骨脱细胞可采用软骨片和软骨微粒两种形态:①软骨片方式 ......
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