支架材料方面的进展
在皮肤移植中,已经证明真皮组织可增加移植皮肤的韧性,抑制肉芽组织和瘢痕生长。在含表皮干细胞和异种真皮基质的复合皮中增加毛囊真皮乳头状细胞,可提高皮肤的生物特性,增强皮肤的抗拉伸能力,降低创面收缩率。说明皮肤的真皮层结构对维护皮肤的生物学特性具有重要作用。
用于种植细胞的生物可降解支架材料是对细胞外基质的仿生,是保证组织工程组织形成的前提,必须具有细胞外基质的功能和作用。通常根据材料的来源,将组织工程材料分为天然生物可降解材料和人工合成生物可降解材料两大类。目前研究较多的是胶原、壳聚糖等天然可降解生物材料。正常成年人皮肤主要以Ⅰ型和Ⅲ型胶原为主,其中Ⅰ型胶原含量最大约70%,Ⅲ型胶原约30%,它们构成细胞外基质,起细胞的支架作用。胶原在创面修复过程中通常发挥着重要作用。在修复早期,胶原不仅为细胞提供支撑锚定的作用,同时由于胶原分子结构中含有大量双羧基及双氨基氨基酸和半碳水化合物,适于细胞黏附;此外,参与创面修复的Fb、粒细胞等在以胶原为主的支架中浸润生长、增殖,不断分泌各种生长因子,促进了创面的愈合。用于研制皮肤替代物的胶原一般以Ⅰ型胶原为主,将胶原与壳聚糖复合交联,可使支架的强度提高;胶原纤维丝构成的网状结构使细胞容易黏附与生长;壳聚糖带正电荷,胶原带负电荷,两者可自然地通过静电相互作用,胶原的降解也因此得到延缓。
单纯的胶原或壳聚糖载体从强度和降解速度上均难以满足组织工程细胞培养的需要,而将胶原和壳聚糖复合后,增加了载体机械强度。壳聚糖为直链氨基多糖,溶于弱酸,极易成膜,机械强度高。当与胶原分散液混合成膜时,在胶原纤维之间形成薄膜,增强了纤维间的拉力;当浸湿后仍能保持挺括,易于操作。另外,胶原纤维在体内迅速降解,加入壳聚糖可延迟复合载体开始降解的时间,将有利于细胞和自体组织的长入,这也正是理想的组织工程支架材料所具有的特点。(https://www.daowen.com)
以壳多糖等为基质支架构建的组织工程皮肤具有良好的组织相容性,为种植在其中的种子细胞提供了近似体内的生长条件。胶原与壳聚糖质量比为9∶1的复合膜材料具有良好的亲水性和溶胀性。胶原—壳聚糖溶液固体含量越高,交联后支架材料的收缩率越大。
脱细胞真皮基质是纯天然的生物材料,目前广泛用作皮肤组织工程支架材料,但缺乏孔状结构,渗透性较差。Chai等通过激光打孔对传统的真皮基质进行了改良,改良后的脱细胞真皮基质与自体断层皮片复合移植可改善创面的愈合质量。