20xx年醫(yī)學(xué)專題—可降解聚合物在骨組織工程中的應(yīng)用進(jìn)展-資料下載頁
2024-11-17 22:20本頁面
【正文】 中細(xì)胞與材料的粘附是基礎(chǔ)，細(xì)胞必須與材料發(fā)生適當(dāng)?shù)恼掣?，才能進(jìn)行遷移、分化和增殖［27］。因此，新材料的開發(fā)和應(yīng)用必須考慮是否有利于細(xì)胞粘附這一重要問題。 正常情況下，細(xì)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(diǎn)結(jié)合。Integrin是由α、β兩個(gè)亞基組成的跨膜受體，已知有14個(gè)α亞基和8個(gè)β亞基。成骨細(xì)胞表達(dá)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(dǎo)細(xì)胞與ECM和細(xì)胞細(xì)胞間的粘附；另一方面激活信號傳導(dǎo)通路，聯(lián)系細(xì)胞外微環(huán)境與細(xì)胞內(nèi)代謝活動，對細(xì)胞生長、代謝起重要作用。 因此，采取預(yù)襯或溶劑鏈接的方法，將FN、膠原或RGD、DGEA等促細(xì)胞粘附短肽引入基質(zhì)材料的表面或整體，將促進(jìn)細(xì)胞粘附、增強(qiáng)生長代謝。Garcia等［30］將FN預(yù)襯于生物活性玻璃表面，可顯著增強(qiáng)其對成骨細(xì)胞的粘附力，并與FN的表面密度呈正相關(guān)，成骨細(xì)胞的粘附是由FN的RGD位點(diǎn)介導(dǎo)，用FN抗體或與FN競爭的短肽RGD可抑制成骨細(xì)胞的粘附。 但FN或膠原除粘附成骨細(xì)胞外，對其他多種細(xì)胞都有粘附力。骨組織工程用基質(zhì)材料最好能對種子細(xì)胞具有特異性吸附作用，盡量減少非種子細(xì)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(qiáng)硫酸乙酰肝素介導(dǎo)的成骨細(xì)胞粘附機(jī)制，這種粘附作用不同于Integrin介導(dǎo)的細(xì)胞粘附機(jī)制，具有成骨細(xì)胞特異性粘附作用。用這種短肽包埋的基質(zhì)材料可顯著提高成骨細(xì)胞粘附率，減少內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞的粘附。是一種良好的骨組織工程基質(zhì)材料包埋劑。 對于多種組織組成的復(fù)雜器官的組織工程再造，細(xì)胞的特異性吸附則更具有應(yīng)用意義。在基質(zhì)材料的不同空間引入不同的細(xì)胞粘附序列，引導(dǎo)不同組織細(xì)胞在特定位置生長，可望再造多組織復(fù)雜器官。 通過材料給予細(xì)胞應(yīng)力刺激 大量研究表明，在多種細(xì)胞的體外培養(yǎng)中，機(jī)械應(yīng)力通過培養(yǎng)基質(zhì)作用于細(xì)胞，可明顯地調(diào)節(jié)不同組織細(xì)胞的生長和表型表達(dá)。組織工程中為了再造功能結(jié)構(gòu)組織(如骨、軟骨等)，在新生組織生長過程中通過基質(zhì)材料給予適當(dāng)?shù)膽?yīng)力作用是必要的。未經(jīng)應(yīng)力刺激的組織工程化肌腱雖然在組織學(xué)上與正常肌腱相似，但不具備正常的力學(xué)強(qiáng)度［32］。如何通過基質(zhì)材料給予細(xì)胞應(yīng)力刺激，對基質(zhì)材料的特性提出了要求。相比之下，凝膠樣材料適合于對細(xì)胞施加應(yīng)力，因?yàn)榧?xì)胞完全處于凝膠包圍中，凝膠的應(yīng)變易于對細(xì)胞產(chǎn)生應(yīng)力刺激。 [!] 將控釋系統(tǒng)引入基質(zhì)材料 眾所周知，生長因子和激素都可調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和表型表達(dá)。因此將藥物控釋技術(shù)引入組織工程，將基質(zhì)材料負(fù)載各種生長因子或激素，向種子細(xì)胞定量、持續(xù)釋放，將有利于細(xì)胞的生長和分化。如負(fù)載血管內(nèi)皮生長因子的聚合物基質(zhì)材料可刺激組織工程化組織的血管再生［33］。當(dāng)然，要達(dá)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(shù)的發(fā)展，有人試圖利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將生長因子基因轉(zhuǎn)載到成骨細(xì)胞內(nèi)，讓其自身表達(dá)各種生長因子，增強(qiáng)和調(diào)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(zhuǎn)染骨髓基質(zhì)細(xì)胞，顯示出更強(qiáng)的成骨能力。相信將轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)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(xì)胞外基質(zhì)材料的制備應(yīng)考慮到無機(jī)類材料、合成聚合物材料、天然聚合物材料的優(yōu)缺點(diǎn)，將三者通過合適的方法組合成復(fù)合材料，取長補(bǔ)短，模擬天然骨基質(zhì)組成成份，并含有最佳組合的生長因子緩釋系統(tǒng)，促進(jìn)成骨細(xì)胞的粘附、增殖和分化，發(fā)揮最佳成骨能力。內(nèi)容總結(jié)
（1）關(guān)鍵詞：可降解聚合物骨組織工程細(xì)胞外基質(zhì)材料 摘 要 目的 探討理想的骨組織工程細(xì)胞外基質(zhì)材料的選擇和制備
（2）另有研究表明Ⅰ型膠原與成骨細(xì)胞復(fù)合可提高成骨細(xì)胞的成骨能力，刺激多潛能間充質(zhì)細(xì)胞向成骨細(xì)胞方向轉(zhuǎn)化，并促進(jìn)細(xì)胞表達(dá)堿性磷酸酶(alkalinephosphatase,ALP)、Ⅰ型膠原及骨橋蛋白(osteopontin,OPN)［20］
電大資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1