隨蓓蓓

摘 要：在利用組織工程方法構(gòu)建組織或器官替代物的研究中，載體支架材料是進(jìn)行組織工程構(gòu)建各因素中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。用于構(gòu)建組織工程化組織或器官的載體支架材料，應(yīng)具有必要的理化性質(zhì)和生物學(xué)特性。組織工程常用載體支架材料主要包括天然材料、合成材料和復(fù)合材料。就常用組織工程載體支架材料優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行綜述，旨在為組織工程化組織或器官的構(gòu)建提供參考。

關(guān)鍵詞：組織工程 載體支架材料 天然材料 合成材料 復(fù)合材料

中圖分類號：TQ31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-3973（2013）005-052-02

組織工程支架材料在宏觀形態(tài)、微觀結(jié)構(gòu)、機(jī)械強(qiáng)度和韌性、可塑性、毒性、免疫原性和細(xì)胞相容性等方面都有嚴(yán)格的要求。因此，理想的載體支架材料應(yīng)具有如下特征：（1）可塑性較好，能構(gòu)建成特定三維結(jié)構(gòu)。（2）具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，滿足加工需要。（3）無毒性、無免疫原性、生物相容性好，適宜細(xì)胞正常生理功能的發(fā)揮。（4）能被生物體降解吸收。

目前，組織工程常用載體支架材料包括：天然材料、合成材料和復(fù)合材料。

1 組織工程天然材料

常用于構(gòu)建組織工程載體支架材料的天然材料主要有：殼聚糖、絲素蛋白和纖維蛋白等。殼聚糖與氨基葡聚糖的性能存在一定的相似之處，而后者是細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分。殼聚糖的這一特性使得其被廣泛的應(yīng)用于組織工程的支架材料的制備過程中。殼聚糖制備的載體支架材料除具有良好的生物相容性，還具有抑菌性和促進(jìn)愈合的性能。將殼聚糖制備的組織工程角膜基質(zhì)進(jìn)行板層移植，兩周后植片脫落，機(jī)械強(qiáng)度不足。閆濤等將絲素蛋白溶液通過透析濃縮后，制成絲素薄膜。但干燥狀態(tài)下的絲素薄膜質(zhì)地脆，容易開裂。新西蘭大白兔角膜埋植實(shí)驗(yàn)表明，絲素蛋白可以體內(nèi)降解，無明顯毒性，生物相容性較好。

2 組織工程合成材料

應(yīng)用較多的合成組織工程材料主要有聚乳酸（PLA）、聚羥基乙酸（PGA）以及兩者的共聚物（PLGA）等。PGA性質(zhì)穩(wěn)定，以其制備的支架機(jī)械強(qiáng)度、韌性和降解速率均可控。Hong等用PLGA制備組織工程載體支架，進(jìn)行兔脂肪干細(xì)胞接種，體外培養(yǎng)一周后再自體移植。移植后脂肪干細(xì)胞可在支架表面和材料內(nèi)部正常生長、增殖，脂肪干細(xì)胞新分泌合成的膠原纖維和正常角膜膠原纖維較相似，切移植眼角膜內(nèi)皮與上皮仍舊保持完整且能正常行使功能，逐漸透明。胡曉潔等以PGA為原材料制備載體支架，在體外重建角膜基質(zhì)。囊袋法植入兔角膜，8周后材料即可完全降解，移植眼的外觀與對照眼相似，但PGA降解產(chǎn)物會(huì)使移植部位pH值降低。

3 組織工程復(fù)合材料

組織工程復(fù)合載體支架材料種類主要有：天然材料之間復(fù)合、天然材料與合成材料之間復(fù)合，以及有機(jī)材料與無機(jī)材料之間復(fù)合。Graf等在復(fù)合材料接種角膜細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，證明了其能促進(jìn)角膜上皮細(xì)胞進(jìn)行正常的生長和增殖，同時(shí)誘導(dǎo)角膜感覺神經(jīng)活化，生成YIGSR多肽。有研究顯示，將膠原與TERP復(fù)合材料移植到角膜上6周后，顯示復(fù)合支架材料的生物相容性較好，在基質(zhì)與上皮面之間形成了新的基底膜；復(fù)合材料中與基質(zhì)細(xì)胞和上皮細(xì)胞結(jié)合良好，且有神經(jīng)長入；復(fù)合材料中的細(xì)胞能正常行使其生物學(xué)功能。

綜上所述，天然組織工程載體支架材料的優(yōu)點(diǎn)在于具有良好的細(xì)胞生物相容性和安全性，但材料本身存在的機(jī)械強(qiáng)度和韌性不足、降解速率過快等缺陷也是無法忽視的。人工合成組織工程材料本身的物化性能、機(jī)械性能和降解速率都是可控的，可以根據(jù)組織工程構(gòu)建的不同需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，利于規(guī)模生產(chǎn)。缺點(diǎn)在于材料本身生物相容性差，且降解產(chǎn)物可能會(huì)對生物體產(chǎn)生一定的毒害作用。利用不同性質(zhì)的載體支架材料構(gòu)建的組織工程復(fù)合材料，具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，也具有良好的生物相容性和合適的生物降解速率。既彌補(bǔ)了單一天然載體支架材料本身存在的機(jī)械強(qiáng)度和韌性不足、降解速率過快等缺陷，也使得人工合成材料產(chǎn)生細(xì)胞毒性、生物相容性差、缺少細(xì)胞識別位點(diǎn)的局面有了很大改觀。因此，復(fù)合載體支架材料在組織工程化組織或器官的構(gòu)建中越來越受到人們的重視。

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