胶原作为组织工程软骨支架材料的研究

本文报导了用胶原作为软骨组织的载体材料在组织工程化软骨中的研究情况.本研究采用冷冻干燥方法制备出了Ⅰ-型胶原(sigma)、Ⅱ-型胶原(sigma)和混合型胶原(本室提取)的胶原海绵,并将其用作软骨组织工程的载体支架,比较研究了这三种胶原材料支架在软骨组织工程应用中的效果,筛选出了较理想的软骨组织工程载体材料.     

Ⅰ胶原/岩藻聚糖硫酸酯复合支架的制备及性能

以I型胶原、岩藻聚糖硫酸酯为主要原料,采用0.04~0.06M醋酸溶解的Ⅰ胶原、岩藻聚糖硫酸酯的水溶液通过共混的方法制备I型胶原、岩藻聚糖硫酸酯混合溶液,经过冷冻干燥制备复合支架材料。用SEM对复合支架进行性能表征,测定了复合支架的结构、吸水率、体外降解性能,还做了复合支架材料的细胞相容性实验,主要是细胞毒性检测,以及与成纤维细胞复合共培养,检测细胞在材料上的生长情况。结果表明:岩藻聚糖硫酸酯-胶原共混支架材料具有一定孔径的网状结构,有良好的生物相容性,细胞能粘附在材料上生长。它作为一种潜在的生物材料可望在生物医学领域得到应用。     

皮肤组织工程支架材料的研究现状及其发展

支架材料在人工皮肤的构建中起关键作用,按化学性质可分为合成类和生物类.前者主要研究通过表面仿生技术开发具有生物活性的聚酯类支架材料;后者主要研究用交联或与聚合物膜复合的方法来提高胶原的力学性能,用化学方法对壳聚糖进行改性,提高脱细胞真皮基质的渗透性和血管化速度.新的研究重点为支架材料表面与细胞的相互作用机理、制备结构仿生支架材料及复合型支架材料.     

天然高分子基复合骨支架研究进展

在生物医用材料中,天然高分子因具有良好的生物相容性和生物识别性而受到极大的关注。天然高分子与羟基磷灰石(HA)、生物活性玻璃(BG)、双相磷酸钙(BCP)等陶瓷材料复合形成的骨支架成为了骨组织再生领域的研究重点。综述了近年来天然高分子基复合骨支架的研究进展及其发展方向,并详细介绍了胶原、明胶、壳聚糖与不同陶瓷材料复合形成的骨支架在骨组织再生中的成效。     

胶原基生物材料制备与应用研究进展

胶原因具有良好的亲水性、柔韧性和趋化性、生物相容性、生物降解性，被认为是改善组织再生最重要的生物材料之一，并广泛应用于食品、化妆品以及再生医学领域。但是，在提取过程中，胶原的结构和自然交联键会遭到破坏，导致其机械强度、热稳定性和抗酶解能力都低于自然状态。受到天然胶原在组织重塑和修复过程中自然交联的启发，研究人员通过引入外源性交联（化学、物理和生物）来优化胶原基材料的机械强度和稳定性。目前，外源性化学、物理或生物交联已被用于修饰胶原的分子结构，通过这些方法制备的胶原基支架材料的刚度、抗张强度和压缩模量都明显提高，但是材料的延展性降低。这些方法主要是通过限制胶原三螺旋结构分子间α链的自由度，防止胶原微纤维排列的破坏，从而提高胶原的热稳定性和机械强度。另外，通过分子间交联掩盖胶原的酶切割位点，能够提高胶原对酶促降解的抵抗力。但是这些方法仍然有一些缺陷，如存在细胞毒性和降低胶原的活性等。研究者们制备了不同物理结构的胶原基材料（脱细胞基质、海绵、水凝胶、自组装纤维、膜、管和多孔球等），以更好地促进不同组织或器官的再生。因此，了解胶原基材料的交联方法和制备技术进展，对开发新型的胶原基生物支架材料至...     

碳纤维/聚乳酸/壳聚糖三元多孔复合支架材料的制备及评价

利用溶液共混法以及冷冻干燥法制备了多孔碳纤维/聚乳酸/壳聚糖(CF/PLA/CS)三元复合生物材料,通过扫描电子显微镜(SEM)观察了其表面形貌特征,并对其细胞相容性进行了评价.实验结果表明,利用上述复合方法制备的三维多孔材料的孔径为20～500μm,孔分布均匀,孔与孔之间相互连通;碳纤维的分散、冷冻干燥温度对材料结构影响较大,随冷冻温度的降低,支架的孔隙变小、变规则,内部结构趋向均一,孔隙率有所降低;该材料与细胞具有较好的相容性,符合组织支架材料的基本要求.     

胶原基水凝胶的制备、结构性能表征及其在生物医学中的应用

作为一种具有特殊网络结构和功能的天然高分子材料,胶原基水凝胶已在医用敷料、药物载体、组织工程支架等生物医学领域得到了广泛应用。对近几年胶原基水凝胶的研究应用现状进行了全面综述,从胶原的结构与性能入手,着重对胶原基水凝胶的制备、结构性能表征及其在生物医学中的应用进行了阐述,同时对制备过程条件的控制对水凝胶结构性能的影响进行了重点讨论,对胶原基水凝胶的未来前景和发展重点进行了展望,有望为将来有关胶原基水凝胶的研究和应用提供数据参考。     

“软模板”法调控胶原的仿生矿化研究

在模拟体内pH值=7.4的胶原溶胶-凝胶体系中,加入β-甘油磷酸钠(β-GP)作为矿化的磷源,并引入聚丙烯酸(PAA)和三聚磷酸钠(TPP)作为"软模板"模拟体内非胶原蛋白DMP-1的N端和C端的隔离功能域,调控Ⅰ型胶原的矿化,构建了纳米羟基磷灰石/胶原(n-HA/COL)复合支架材料。并以人脐带间充质干细胞hUMSCs作为种子细胞,探究了其对细胞的粘附、增殖、分化的影响。结果表明,胶原纤维组织与矿化同步进行,陈化处理有利于羟基磷灰石(HAp)晶体的结晶。自组装HAp纳米微粒不仅在胶原纤维外部沉积,也可以在原胶原分子上及胶原微纤维的末端被发现,同时纳米磷酸钙盐沿着胶原微纤维的圆柱形表面分布。细胞培养表明n-HA/COL并没有明显促进hUMSCs细胞的增殖,但能够诱导hUMSCs向成骨细胞分化,促进成骨细胞AKP的表达,并且nHA/COL复合支架材料与成骨诱导液(OICM)联用时诱导效果更加显著。这种以"bottom-up"深度矿化方法为骨支架材料的制备提供了新思路,n-HAp/collagen复合材料有望用于骨组织填充修复。     

氨基化改性生物玻璃/明胶/胶原复合支架的研究

利用溶胶-凝胶技术制备生物活性玻璃,并将其与明胶、胶原蛋白复合制备生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架。力学性能研究表明,该复合支架形变量50%时的抗压强度为5.97 MPa;将生物活性玻璃氨基化改性后,制备的复合支架形变量50%时的抗压强度略有增加(6.15 MPa)。傅立叶红外光谱显示,氨基化改性生物玻璃与明胶、胶原之间生成酰胺键,增强了复合支架的结构稳定性。将生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架置于模拟体液中矿化,在扫描电镜下可观察到其表面生成了羟基磷灰石,且随着矿化时间的延长,生成的羟基磷灰石颗粒逐渐增多。生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架于磷酸盐缓冲液(PBS)中降解28d后,其质量剩余25.25%,而氨基化改性生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架的质量剩余32.96%,表明氨基化改性能够提高其无机相与有机相的界面相容性,从而提高复合支架的结构稳定性。细胞毒性研究表明,氨基化改性生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架和生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架反应级为0级或1级,可满足生物医用材料的要求。氨基化生物活性玻璃/明胶/胶原复合支架有望在骨组织工程修复中得到应用。     

三维多孔组织工程支架制备研究进展

组织工程支架的关键作用是引导细胞粘附、扩散、分裂,促进组织修复的过程,因此支架材料应为具有特定形状和相连孔结构,即细胞外基质替代物。综述了三维多孔支架的制备方法,包括超临界CO2萃取法、纤维粘结法、溶液浇铸/离子沥滤法、冷冻干燥法/相分离法、静电纺丝法、烧结微球法、快速成型法、复合法等,展望了未来组织工程支架发展的方向。     

胶原基复合止血材料的研究进展及展望

胶原蛋白可用于多种止血场景，并凭借优越的性能和易于获取的特点逐渐取代传统止血材料。然而，不同剂型的胶原止血剂都存在各自的缺陷，如力学性能差、粘附性差等。虽然提纯或交联改性胶原能在一定程度上获得改善，但作用有限，临床应用仍深受限制。天然生物及其衍生物材料是来源丰富的止血剂，具有生物相容性和良好的吸收和降解性能。广泛使用的材料包括壳聚糖、纤维蛋白胶、藻酸盐和氧化纤维素，以及近年来逐渐受到重视的传统中药材。因此，胶原蛋白与天然生物及其衍生物材料交联而成的胶原蛋白基复合止血材料，有望成为极具前景的生物医用止血材料。本文综述了不同类型胶原基复合止血材料的研究进展，总结了各自的优缺点，最后对胶原基复合止血材料的未来发展方向进行了探讨。     

超顺磁性磷酸钙复合支架的制备及性能研究

采用共混-真空烧结方法制备了一系列超顺磁性磷酸钙复合支架, 通过SEM、EDS、XRD和VSM等手段对所制备的材料性能进行表征, 并考察了其在水中的稳定性以及Ros17/2.8细胞在材料表面的黏附生长情况。结果表明: 该方法所制备的超顺磁性复合支架具有多级连通孔结构, 磁性纳米颗粒在基体中分布均匀, 结合牢固且复合量精确可控, 在水中具有良好的稳定性。真空烧结避免了磁性纳米颗粒在烧结过程中发生氧化和相变, 使复合支架继续保持超顺磁性并具有良好的磁性能, 且该磁性支架有利于细胞的黏附和生长, 具有较好的生物相容性, 在组织工程中有潜在的应用前景。     

组织工程支架材料生物功能化的研究进展

组织工程的目标之一就是制备出能引导细胞分化并产生具有一定功能再生组织的支架材料,支架材料生物功能化能够有效促进细胞的生物活动,是组织再生的关键。本文从提高支架材料生物功能化入手,说明纳米材料是蛋白和细胞吸附的最佳选择,重点分析了化学改性、引入RGD多肽片断、多肽-聚合物支架及ECM基支架材料四种提高支架材料生物功能化的方法,并对支架材料生物功能化的未来发展趋势进行了展望。     

聚氨酯软骨-骨双层复合材料的构建及性能研究

关节软骨损伤是临床上的常见病,由于其组织再生能力差,可能导致骨性关节炎的发生,因此,研究开发骨-软骨移植替代材料非常重要。目的就是设计一体化软骨-骨双层复合材料,以解决软骨与骨的整合问题。该双层复合体上层软骨材料为聚氨酯,软骨下骨为羟基磷灰石/聚氨酯复合支架材料,两层结构中引用了同一种材料——聚氨酯,将双层结构有机黏合在一起,使黏合更牢固。下层多孔HA/PU复合支架材料的孔与孔之间相互贯通,孔隙率约为83%,孔径范围分布在200～600μm。体外细胞相容性实验表明,该一体化双层复合材料为细胞的黏附、增殖以及生存活力的维持提供了有利环境。上述结果表明该双层复合材料有望用于软骨组织工程修复。     

凹凸棒石/Ⅰ型胶原/聚己内酯复合支架材料的制备与表征

利用溶液浇铸-粒子滤沥法制备不同ATP含量(质量分数为0%、10%、30%)的凹凸棒石/Ⅰ型胶原/聚己内酯(ATP/ColⅠ/PCL)复合材料。通过SEM、FT-IR、孔隙率、吸水膨胀率、三点弯曲和压缩实验对材料进行结构表征和性能评价。利用细胞和动物皮下埋植实验评价生物相容性。结果显示:支架材料为多孔结构,复合ATP后,材料表面粗糙。30%ATP材料的孔隙率、吸水膨胀率与0%、10%ATP相比显著降低,而最大弯曲应力和压缩应力显著增强(P0.05)。SEM结果显示30%ATP材料表面细胞呈梭形黏附生长;30%ATP材料植入SD大鼠皮下21d后,材料孔隙中有大量非炎性细胞侵润且形成组织,与0%、10%ATP材料相比,材料仅有极少部分降解。凹凸棒石/Ⅰ型胶原/聚己内酯复合支架材料具有多孔性、较强的力学性能、良好的理化性能和生物相容性,有望成为一种理想的骨组织工程支架材料。     

β-磷酸三钙/聚L-乳酸与大鼠骨膜成骨细胞复合骨修复材料的研究

采用溶液浇铸-模压成型-沥滤方法制备了β-TCP/PLLA多孔支架材料, 将支架材料与大鼠骨膜成骨细胞复合获得新型组织工程骨修复材料. 通过抗压强度及压缩模量的表征研究了支架材料的力学性能; 采用SEM观测、MTT法、碱性磷酸酶活性及骨钙素分泌量检测细胞复合材料的体外成骨特性; 通过裸鼠肌袋种植, 以组织学方法评价细胞复合材料的异位成骨能力. 结果表明: β-TCP/PLLA多孔支架材料孔隙率可调, 孔径为100～00μm, 孔道相互贯通; 材料抗压强度和压缩模量随孔隙率的增大而降低, β-TCP复合PLLA后材料的力学性能高于同孔隙率的纯PLLA多孔材料; 复合支架材料适宜骨膜成骨细胞粘附和生长, 无细胞毒性; 骨膜成骨细胞复合β-TCP/PLLA支架材料的体外成骨特性良好, 且具有体内异位成骨能力.     

电纺纳米纤维构建组织工程支架研究新进展

电纺是制备纳米纤维的有效方法.纤维直径通常介于数十纳米至数微米之间,与细胞外基质中胶原等纤维支架的尺寸相近.采用天然高分子或合成高分子电纺纤维构建组织工程支架,可以仿生细胞外基质的结构乃至生物学功能,利于细胞的黏附、分化和增殖,引导组织的再生与修复,成为组织工程支架的研究热点.大量研究报道显示,电纺纳米纤维支架可以提供理想的细胞黏附、增殖和分化微环境.简要介绍了静电纺丝技术以及电纺纳米纤维的特点,重点总结了近几年来电纺纳米纤维在构建皮肤、血管、神经、骨与软骨等组织工程支架的研究进展,并展望了纳米纤维支架的应用前景.     

聚乙烯吡咯烷酮模板剂制备介孔材料的研究进展

综述了使用聚乙烯吡咯烷酮与阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂复合制备不同形态的介孔二氧化硅材料和复合介孔硅基材料的研究进展。介绍了以聚乙烯吡咯烷酮为单模板剂或复合模板剂制备球状、层状以及纤维状等非硅基介孔材料的合成方法。     

生物相容性聚氨酯支架材料的研究

通过半预聚法制备了聚氨酯支架材料。研究了不同稳定剂和开孔剂含量对支架材料形貌结构的影响,通过SEM表征了支架材料的结构,观察了细胞在聚氨酯支架材料上的生长情况。结果表明开孔剂用量的增大使材料的泡孔变大,并促进孔与孔之间的连接和贯通。随着泡沫稳定剂含量增加,材料平均孔径逐渐下降,孔隙率增大,密度降低。SEM照片显示材料泡孔比较均匀,泡孔之间相互连接贯通。细胞相容性研究表明,细胞能在三维支架材料上生长,并分泌出细胞外基质,支架材料具有良好的细胞相容性。     

基于纳米纤维素的三维组织工程支架多孔结构的调控与表征

本文将纳米纤维素(CNFs)与聚乙烯醇(PVA)混合,采用冷冻干燥方法制备了纳米纤维素三维多孔组织工程支架。探讨CNFs悬浮液浓度、PVA的相对分子质量、CNFs与PVA的质量比以及冷冻温度对支架孔隙率、孔径分布以及机械性能的影响。结果表明:CNFs/高相对分子质量PVA支架具有梯度分布、内部连通的孔结构,PVA形成大孔的孔壁,直径100-200 nm的CNFs束则在孔壁上桥接为类似于细胞外基质(ECM)中胶原骨架的网状结构;CNFs浓度为0.5%、CNFs与PVA的质量比为1∶2、冷冻温度为-80℃时,支架内部微丝丰富且网络结构较好;支架力学强度主要由PVA提供,支架的压缩模量随PVA用量的增加而增大,压缩模量在kPa数量级,与软骨组织的弹性模量相当,可通过改变PVA的添加量调节支架材料的力学性能。