一、皮肤替代材料
皮肤是人体的最大器官,比身体的任何其他部位更容易受到伤害。小的伤口可以在几天内自然愈合,严重Ⅲ度烧伤的大创面可能威胁患者生命。在急性大面积创伤和烧伤、老年和糖尿病患者中,仅靠正常的创面愈合反应和皮肤固有的组织再生能力是远远不够的,这对皮肤修复是一大挑战。生物医用高分子材料是医学与高分子科学有机结合而产生的具有特殊功能的天然及合成高分子生物材料,可以通过组成和结构控制使其具有不同的理化性质,以满足不同需求,而且具有易于加工成型、便于消毒灭菌、生物相容性好等优点。生物医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域,现将与皮肤缺损修复的替代材料有关的生物医用高分子材料概括如下。
1.天然生物医用高分子材料
组织工程支架的设计是为了模拟活体细胞外基质在组织中的功能。因此,研究人员已经探索出使用细胞外基质蛋白作为组织工程支架的材料,如胶原蛋白、明胶(胶原蛋白的水解形式)、弹性蛋白和透明质酸等。这些材料作为皮肤组织工程支架材料可以结合其他天然聚合物纤维蛋白(如血凝蛋白)和普鲁兰(真菌产生的天然生物聚合物)等,从而发挥协同作用。
2.合成生物医用高分子材料(https://www.daowen.com)
合成生物医用高分子材料是经过化学聚合反应生成的,如聚乳酸(PLA)、聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚氨酯(PU)等。尽管它们可能缺乏天然生物医用高分子材料中固有的细胞相互作用机制,但它们在成分与可重复性等方面的精确可控性,及其与天然生物医用高分子材料良好的结合能力,使它们非常适用于皮肤再生领域。
3.天然和合成复合支架
许多研究者已经开始利用天然材料和合成材料的独特结合,探索制作复合组织工程支架。天然生物医用高分子材料具有机械性能差、降解速度快等缺点,这些缺点阻碍了其在临床中的应用。相比之下,大多数合成生物医用高分子材料具有良好的力学和物理性能(在生产过程中可以控制),与天然生物医用高分子材料相比,降解速度较慢。复合材料不仅具有天然材料固有的生物相容性,同时可弥补其缺乏足够的机械强度等不足。不同的合成和天然成分的结合,使得复合支架表现出更好的可控降解率和化学性能。同时还需要皮肤细胞生物学和原位制造技术(如3D打印等技术)的协同攻关。跨学科的交流与合作对组织再生至关重要,皮肤修复与再生也不例外。