支架制备材料的研究进展概述

1、    支架制备材料的研究进展概述    王垚【摘 要】支架的制備主要分为两种，一种是利用天然生物材料脱细胞后直接制备；另一种为利用生物大分子材料通过制备工艺，在模具上制作形态高度仿真，并结合交联技术制备在结构上高度仿真的载体支架。【关键词】支架材料；羊膜；蚕丝蛋白一、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，其包括天然纤维、生物体的组织纤维和结构蛋白等。天然生物材料和细胞外基质具有类似的结构、生物相容性良好等特点，广泛应用于组织工程中，在细胞培养支架材料中具有显著的优势。此外，任何器官的细胞外基

2、质都是由一系列结构相似的生物大分子构成。二、脱细胞异种角膜基质脱细胞异种角膜基质具有多种优势，如来源较为丰富且组织结构相似，此外，角膜中还存在某些促进细胞生长、增殖和分化的生长因子。同时，较低的免疫原性可以使神经容易再生和角膜感觉的恢复有积极作用。综合来说，结合洗涤剂和酶处理提供最优异的效果，保留天然ecm组分（i型，ii型，iii型和iv型胶原，纤连蛋白）和维持生物力学/光学性能（van den bogerd， b et al.，2017）。在候选的物种中，由于猪和人类的遗传背景高度相似，所以猪是最理想的供体之一。三、羊膜羊膜是位于胎盘最内层、位于胎儿旁边的一层薄膜，它是一种半透明、无肌肉、

3、无淋巴管、无血管、无血液供应的结构，可以作为移植物来促进角膜上皮和基质层的损伤修复（jirsova k et al.， 2017）。羊膜的厚度一般在0.02mm到0.5mm之间，主要分为三层：羊膜上皮细胞层、下层基底膜和基质层（toda et al.， 2007）。上皮层位于羊膜的最内层，直接接触于羊水，代谢活性比较强。羊膜上皮细胞有助于维持羊水的稳态，而细胞内液泡的存在提高了它的分泌活性，主要分泌一些胶原蛋白和糖蛋白，比如iii型胶原、iv型胶原、层纤连蛋白、粘连蛋白和巢蛋白（dua et al.，2004）。四、生物大分子材料薄膜形式的丝蛋白由于具有光学和机械性能以及多样的加工性，已经成功

4、地在体外设计角膜上皮和基质层（shang k et al.，2013）。此外，蚕丝膜已经在兔动物模型中被证明是用于构建角膜基质的合适材料（wang l et al.，2014）。近期，duan等将桑蚕丝蛋白加入再生柞蚕丝蛋白，然后通过醇诱导和冻融的方法将两种蚕丝蛋白进行有效的混合处理，制备出了不溶于水的柞蚕丝蛋白/桑蚕丝蛋白复合支架材料。研究者们将小鼠的成骨细胞和成纤维细胞接种在这种复合支架上，进行体外培养。数据显示，柞蚕丝蛋白/桑蚕丝蛋白复合支架除了拥有良好的生物相容性以外，还可能更适用于组织工程领域（段郁，2018）。五、胶原蛋白胶原蛋白是生物体内最重要的结构生物聚合物，一直是生物材料领域

5、的研究大热门，他有着非常复杂的生物结构，也是构成结缔组织的重要成分。胶原蛋白在生物体内是十分常见的，它广泛存在于肌腱、皮肤、血管以及角膜之中。在通常情况下，脊椎动物体内胶原蛋白占总质量的30%左右，并构成了生物体的结构框架。由于其广泛的存在和无法替代的重要性，胶原蛋白被形象的称为“生物材料钢”。目前，胶原材料主要以三种形式应用于组织工程角膜构建：胶原支架、胶原水凝胶和胶原膜。使用于组织工程角膜的支架材料要具有一定的抗拉伸机械强度，但是胶原蛋白一般情况下机械性能比较差，很难进行动物移植等操作。为了解决这一难题，研究者通常会往胶原蛋白中加入某种添加剂等来增加其机械强度，然后再运用于组织工程角膜的构

6、建。merrett等使 i型与iii型胶原混合重组制成胶原支架，经edc/nhs交联后，通过穿透性角膜移植术移植到去除前板层的猪角膜，跟踪观察1年之后，取出角膜进行体外检测，发现实验眼的透明度与对照眼基本无差别，有着完整的角膜上皮层（merrett et al.， 2008），此外，神经纤维延伸探入移植的胶原基质板层中。【参考文献】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

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