再生生物材料的发展与未来机遇
时间:2022/8/30 浏览:803

生物医用材料是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的材料。它是研究人工器官和医疗器械的基础,已成为当代材料学科的重要分支,尤其是随着生物技术的蓬勃发展和重大突破,生物医用材料已成为各国科学家竞相进行研究和开发的热点。


生物医用材料按材料的组成和性质可以分为:生物医用金属材料、生物陶瓷、生物医用高分子材料、生物医用复合材料、生物再生材料。随着再生医学材料及植入医疗器械的发展,医用植入材料正进入重大的产业革命时期,即从传统的高分子或金属等不可吸收材料逐渐向可降解最后到能够主动诱导组织再生的新型生物材料变革。相比于传统生物材料,生物再生材料作为一种新兴材料,有着无可比拟的优势,它可以主动诱导组织再生,使受损或缺失的组织在原位恢复。


生物再生材料在组织重塑中的基本作用是提供结构支持及调节细胞附着和行为的微环境生态位,这种生物材料的天然模板是细胞外基质;细胞外基质(ECM,Extracellular Matrix)是由每个组织和器官内的常驻细胞分泌的结构分子和功能分子组成,通常是由结构蛋白如胶原蛋白、弹性蛋白等大分子成份,以及功能蛋白如纤连蛋白、层连蛋白等,以及各类细胞生长因子、糖胺聚糖、蛋白聚糖等成分构建的复杂有机三维整体结构,为各种细胞的正常生理活动提供适宜的场所及微环境,并调控组织和器官的功能;细胞百分之五十的功能是由细胞外基质所营造的外部微环境所决定的。


脱细胞技术的发展,使得细胞外基质三维结构和生化组成得以保留,这极大地促进了ECM生物支架作为体外基质的应用,以维持生理相关的细胞表型。由细胞外基质经脱细胞工艺得到的脱细胞基质生物支架作为诱导底物,在组织重建方面显示出巨大的潜力。脱细胞基质在体内降解产物会促进周边细胞的存活、增殖、迁移、极化和分化等,也就是说,细胞根据微环境信号(包括机械刺激、氧气和营养浓度)改变其分泌的ECM产物。这些特征将脱细胞基质材料与合成材料明显区分出来,便于更好的长期修复。

 

参考文献

Ebrahimi Sadrabadi A, Baei P, Hosseini S, Baghaban Eslaminejad M. Decellularized Extracellular Matrix as a Potent Natural Biomaterial for Regenerative Medicine. Adv Exp Med Biol. 2021;1341:27-43.