20xx年醫(yī)學專題—可降解聚合物在骨組織工程中的應用進展-資料下載頁
2024-11-17 22:20本頁面
【正文】 中細胞與材料的粘附是基礎，細胞必須與材料發(fā)生適當?shù)恼掣?，才能進行遷移、分化和增殖［27］。因此，新材料的開發(fā)和應用必須考慮是否有利于細胞粘附這一重要問題。 正常情況下，細胞與ECM的粘附主要通過特異性受體整合素(Integrin)與ECM特異配體位點結合。Integrin是由α、β兩個亞基組成的跨膜受體，已知有14個α亞基和8個β亞基。成骨細胞表達ααααααv、αββ3等亞基。α5β1為纖維連接蛋白(fibronectin,FN)受體，識別FN的精氨酸甘氨酸天冬氨酸(ArgGlyAsp,RGD)序列［28］；α2β1為Ⅰ型膠原受體，識別Ⅰ型膠原的α1(Ⅰ)鏈的天冬氨酸甘氨酸谷氨酸丙氨酸(AspGlyGluAla,DGEA)序列［29］。Integrin一方面介導細胞與ECM和細胞細胞間的粘附；另一方面激活信號傳導通路，聯(lián)系細胞外微環(huán)境與細胞內(nèi)代謝活動，對細胞生長、代謝起重要作用。 因此，采取預襯或溶劑鏈接的方法，將FN、膠原或RGD、DGEA等促細胞粘附短肽引入基質材料的表面或整體，將促進細胞粘附、增強生長代謝。Garcia等［30］將FN預襯于生物活性玻璃表面，可顯著增強其對成骨細胞的粘附力，并與FN的表面密度呈正相關，成骨細胞的粘附是由FN的RGD位點介導，用FN抗體或與FN競爭的短肽RGD可抑制成骨細胞的粘附。 但FN或膠原除粘附成骨細胞外，對其他多種細胞都有粘附力。骨組織工程用基質材料最好能對種子細胞具有特異性吸附作用，盡量減少非種子細胞的粘附。Dee等［31］發(fā)現(xiàn)，賴氨酸精氨酸絲氨酸精氨酸組成的短肽(LysArgSerArg)可選擇性增強硫酸乙酰肝素介導的成骨細胞粘附機制，這種粘附作用不同于Integrin介導的細胞粘附機制，具有成骨細胞特異性粘附作用。用這種短肽包埋的基質材料可顯著提高成骨細胞粘附率，減少內(nèi)皮細胞、成纖維細胞的粘附。是一種良好的骨組織工程基質材料包埋劑。 對于多種組織組成的復雜器官的組織工程再造，細胞的特異性吸附則更具有應用意義。在基質材料的不同空間引入不同的細胞粘附序列，引導不同組織細胞在特定位置生長，可望再造多組織復雜器官。 通過材料給予細胞應力刺激 大量研究表明，在多種細胞的體外培養(yǎng)中，機械應力通過培養(yǎng)基質作用于細胞，可明顯地調節(jié)不同組織細胞的生長和表型表達。組織工程中為了再造功能結構組織(如骨、軟骨等)，在新生組織生長過程中通過基質材料給予適當?shù)膽ψ饔檬潜匾?。未?jīng)應力刺激的組織工程化肌腱雖然在組織學上與正常肌腱相似，但不具備正常的力學強度［32］。如何通過基質材料給予細胞應力刺激，對基質材料的特性提出了要求。相比之下，凝膠樣材料適合于對細胞施加應力，因為細胞完全處于凝膠包圍中，凝膠的應變易于對細胞產(chǎn)生應力刺激。 [!] 將控釋系統(tǒng)引入基質材料 眾所周知，生長因子和激素都可調節(jié)細胞生長和表型表達。因此將藥物控釋技術引入組織工程，將基質材料負載各種生長因子或激素，向種子細胞定量、持續(xù)釋放，將有利于細胞的生長和分化。如負載血管內(nèi)皮生長因子的聚合物基質材料可刺激組織工程化組織的血管再生［33］。當然，要達到理想的生長因子控釋還存在很大的困難，近年來隨著基因工程技術的發(fā)展，有人試圖利用轉基因技術將生長因子基因轉載到成骨細胞內(nèi)，讓其自身表達各種生長因子，增強和調節(jié)骨形成。Lieberman等［34］成功地將骨形態(tài)發(fā)生蛋白(bonemorphogeneticprotein2,BMP2)基因轉染骨髓基質細胞，顯示出更強的成骨能力。相信將轉基因技術應用到組織工程研究必將成為組織工程今后的發(fā)展趨勢。 綜上所述，骨組織工程細胞外基質材料的制備應考慮到無機類材料、合成聚合物材料、天然聚合物材料的優(yōu)缺點，將三者通過合適的方法組合成復合材料，取長補短，模擬天然骨基質組成成份，并含有最佳組合的生長因子緩釋系統(tǒng)，促進成骨細胞的粘附、增殖和分化，發(fā)揮最佳成骨能力。內(nèi)容總結
（1）關鍵詞：可降解聚合物骨組織工程細胞外基質材料 摘 要 目的 探討理想的骨組織工程細胞外基質材料的選擇和制備
（2）另有研究表明Ⅰ型膠原與成骨細胞復合可提高成骨細胞的成骨能力，刺激多潛能間充質細胞向成骨細胞方向轉化，并促進細胞表達堿性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)、Ⅰ型膠原及骨橋蛋白(osteopontin,OPN)［20］
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