支架制備材料的研究進展概述

1、    支架制備材料的研究進展概述    王垚【摘 要】支架的制備主要分為兩種，一種是利用天然生物材料脫細胞后直接制備；另一種為利用生物大分子材料通過制備工藝，在模具上制作形態(tài)高度仿真，并結合交聯(lián)技術制備在結構上高度仿真的載體支架?！娟P鍵詞】支架材料；羊膜；蠶絲蛋白一、天然生物材料天然生物材料（natural biomaterials）是指在生物界本身存在的天然材料，其包括天然纖維、生物體的組織纖維和結構蛋白等。天然生物材料和細胞外基質具有類似的結構、生物相容性良好等特點，廣泛應用于組織工程中，在細胞培養(yǎng)支架材料中具有顯著的優(yōu)勢。此外，任何器官的細胞外基

2、質都是由一系列結構相似的生物大分子構成。二、脫細胞異種角膜基質脫細胞異種角膜基質具有多種優(yōu)勢，如來源較為豐富且組織結構相似，此外，角膜中還存在某些促進細胞生長、增殖和分化的生長因子。同時，較低的免疫原性可以使神經(jīng)容易再生和角膜感覺的恢復有積極作用。綜合來說，結合洗滌劑和酶處理提供最優(yōu)異的效果，保留天然ecm組分（i型，ii型，iii型和iv型膠原，纖連蛋白）和維持生物力學/光學性能（van den bogerd， b et al.，2017）。在候選的物種中，由于豬和人類的遺傳背景高度相似，所以豬是最理想的供體之一。三、羊膜羊膜是位于胎盤最內層、位于胎兒旁邊的一層薄膜，它是一種半透明、無肌肉、

3、無淋巴管、無血管、無血液供應的結構，可以作為移植物來促進角膜上皮和基質層的損傷修復（jirsova k et al.， 2017）。羊膜的厚度一般在0.02mm到0.5mm之間，主要分為三層：羊膜上皮細胞層、下層基底膜和基質層（toda et al.， 2007）。上皮層位于羊膜的最內層，直接接觸于羊水，代謝活性比較強。羊膜上皮細胞有助于維持羊水的穩(wěn)態(tài)，而細胞內液泡的存在提高了它的分泌活性，主要分泌一些膠原蛋白和糖蛋白，比如iii型膠原、iv型膠原、層纖連蛋白、粘連蛋白和巢蛋白（dua et al.，2004）。四、生物大分子材料薄膜形式的絲蛋白由于具有光學和機械性能以及多樣的加工性，已經(jīng)成功

4、地在體外設計角膜上皮和基質層（shang k et al.，2013）。此外，蠶絲膜已經(jīng)在兔動物模型中被證明是用于構建角膜基質的合適材料（wang l et al.，2014）。近期，duan等將桑蠶絲蛋白加入再生柞蠶絲蛋白，然后通過醇誘導和凍融的方法將兩種蠶絲蛋白進行有效的混合處理，制備出了不溶于水的柞蠶絲蛋白/桑蠶絲蛋白復合支架材料。研究者們將小鼠的成骨細胞和成纖維細胞接種在這種復合支架上，進行體外培養(yǎng)。數(shù)據(jù)顯示，柞蠶絲蛋白/桑蠶絲蛋白復合支架除了擁有良好的生物相容性以外，還可能更適用于組織工程領域（段郁，2018）。五、膠原蛋白膠原蛋白是生物體內最重要的結構生物聚合物，一直是生物材料領域

5、的研究大熱門，他有著非常復雜的生物結構，也是構成結締組織的重要成分。膠原蛋白在生物體內是十分常見的，它廣泛存在于肌腱、皮膚、血管以及角膜之中。在通常情況下，脊椎動物體內膠原蛋白占總質量的30%左右，并構成了生物體的結構框架。由于其廣泛的存在和無法替代的重要性，膠原蛋白被形象的稱為“生物材料鋼”。目前，膠原材料主要以三種形式應用于組織工程角膜構建：膠原支架、膠原水凝膠和膠原膜。使用于組織工程角膜的支架材料要具有一定的抗拉伸機械強度，但是膠原蛋白一般情況下機械性能比較差，很難進行動物移植等操作。為了解決這一難題，研究者通常會往膠原蛋白中加入某種添加劑等來增加其機械強度，然后再運用于組織工程角膜的構

6、建。merrett等使 i型與iii型膠原混合重組制成膠原支架，經(jīng)edc/nhs交聯(lián)后，通過穿透性角膜移植術移植到去除前板層的豬角膜，跟蹤觀察1年之后，取出角膜進行體外檢測，發(fā)現(xiàn)實驗眼的透明度與對照眼基本無差別，有著完整的角膜上皮層（merrett et al.， 2008），此外，神經(jīng)纖維延伸探入移植的膠原基質板層中?！緟⒖嘉墨I】1. van d b b， dhubhghaill s n， koppen c， et al. a review of the evidence for in vivo corneal endothelial regenerationj. survey of oph

7、thalmology， 2017，2. toda a， okabe m， yoshida t， nikaido t. the potential of amniotic membrane/amnion-derived cells for regeneration of various tissues. j. pharmacol sci 2007； 105：215-283. jirsova k ， jones g l a . amniotic membrane in ophthalmology： properties， preparation， storage and indications f

8、or graftinga reviewj. cell and tissue banking， 2017， 18（2）：193-204.4.dua hs， gomes ja， king aj， maharajan vs （2004） the amniotic membrane in ophthalmology. surv ophthalmol 49：5177.5.shang k， rnjak-kovacina j， lin y， hayden r， tao h， kaplan d. accelerated in vitro degradation of optically clear low b

9、eta-sheet silk films by enzyme mediated pretreatment. trans vis sci tech. 2013； 2 （3）：2.6. wang l， ma r， du g， guo h， huang y. biocompatibility of helicoidal multilamellar argininedglycined aspartic acid-functionalized silk biomaterials in a rabbit corneal model. journal of biomedical materials research part b： applied biomateria