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第 2 3卷 第 1 O期 中 国 生物 工程杂志 C H I N A B 1 0 T E C H N O L O G Y 2 0 0 3年 1 0月 组 织 工 程 生 物 支 架 材 料 王 馨 屈 雷 窦忠英H 杨学义 西北 农林 科技 大学 陕 西省干 细胞 工程技 术研 究中心 陕 西 杨凌7 1 2 1 0 0 摘 要组 织 工 程 支 架材 料 表 面 的 微 观 和 亚微 观 结 构 对 细 胞 的 黏 附 与 生 长 有 很 重要 的 影 响 纳 米 结 构 材 料 的 应 用为 该 结 构展 现 了较 广 阔 的 前 景 另 外 组 织 工 程 支 架材 料 的表 面 修 饰 及 孔 径 调 控 对 生 物 材 料 的 改 进 有 很 重要 的 作 用 介 绍 了 生 物 材 料 的 基 本 要 求 和 分 类 纳 米 结 构 材 料 在 组 织 工 程 中的 应 用及 生物 材 料 表 面修 饰 以及 以 泡 沫 支 架 为 例 介 绍 材 料 孔 径 调 控 关 键 词 组 织 工 程 生物 材 料 纳 米 结 构表 面修 饰 孔 径 结构 组织工程是 运用 工程 科学 与生 命科 学 的基本 原 理 和 方 法 研 究 和 开 发 生 物 替 代 物 进 而 恢 复 维 持 和 改 进 人 体 组 织 功 能 的一 门新 兴 学 科 近 年 来 临床医学专家正 致力 于通 过机 械学 来恢 复器 官功 能 如 机 械 性 恢 复 心 肺 功 能 人 工 血 管 及 其 连 接 替 代物等 这些方法都 只能暂时性 解决问题 却不 能 从 根 本 上 让 病 人 完 全 恢 复正 常 活 动 并 且 令 人 忧 心 的是 人 工 替 代 物 存 在 着 感 染 及 排 斥 反 应 等 不 足 尽 管 器 官 移 植 技 术 蓬 勃 发 展 起 来 然 而 由于 捐 赠 器 官 或 器 官 替 代 物 的不 足 每 年 仍 有 数 以 千 万 计 的 人 在 等 待 器 官 移 植 的 过 程 中 死 去 组 织 工 程 学 的 兴 起 为 从 根 本 上 解 决 以上 存 在 的 问 题 带 来 了 新 的 曙 光 因而 很 多 人 开 始 考 虑 通 过 组 织 工 程 学 的 方 法 来 修 复 替 代 病 变 或 受 损 的 组织 或 器 官 以 弥 补 其 供 应 不 足 这 一 新 兴 领 域 的 基本 思 路 是 将 组 织 特 异 性 细 胞 如 角 膜 缘 干 细 胞 角朊 细 胞 等 种 植 于 具 有 一 定 生 物 学 特 性 的 并 在 人 体 内可 逐 步 降 解 的 支 架材 料 上 经 三 维 立 体 培 养 形 成 细 胞 生 物 材 料复合物 移人 机体 在支 架材 料逐 步被 人体 降解 吸 收 的 同 时 细 胞 不 断 增 殖 并 分 泌 基 质 最 终 形 成 新 的 具 有 与原 功 能 和 形 态 相 同 的 组 织 或 器 官 进 而 恢 复 受 损 器 官 的功 能 这 一 过程 中 支 架 材 料 的 选 择 是 器 官 重 建 的关 键 所 在 收稿 日期 2 0 0 3 0 7 0 9修 回 日期 2 0 0 3 0 8 1 8 国家 重点 基础研 究规 划项 目资助 9 7 3 G 1 9 9 9 0 5 4 3 0 0 通讯作 者 电子信箱 D o u z h o n g y i n g c h i n a c o in l 组 织 工程 用 生物 材 料 的基 本 要 求 由于生 物 材 料 与 人 体 组 织 直 接 接 触 所 以 对 材 料 表 面有 较 高 要 求 作 为 生 物 材 料 一 般 必 须 具 有 以 下 的性 能 生物 可 降 解 性 良好 的 生 物 相 容 性 和 细 胞 亲 和 性 一定 的 力 学 性 能 可加 工 性 可 消 毒 性 及 抗 凝 血 性 细胞 支 架 是 为 细 胞 增 殖 营造 环 境 随着 细 胞 的 增 殖 而逐 渐 降 解 消失 将 空 间让 位 于 细 胞 使 所 形 成 的组 织 和器 官 具 有 细胞 支 架 相似 的几 何 形状 因 此 作 为 细 胞 支 架 的 高 分 子 材 料 必 须 具 有 生 物 降 解性 即在生理或体 内环境 下 组 成材 料 的高 分子 链 能 自动 断 裂 并 由此 形 成 的 小 分 子 能 逐 渐 被 机 体 代 谢 或 吸 收 此 外 还 要 求 材 料 的降 解 速 度 与 细 胞 的 增 殖 速 度 相 匹 配 以 及 由降 解 所 形 成 的小 分 子 不 对 细 胞 增 殖 产 生 不 利 的影 响 因此 组 织 工 程 的 细 胞 支 架 材 料 必 须 具 有 生 物 降 解 性 和 一 定 的降 解 速 度 良好 的生 物 相 容 性 及 细 胞 亲 和性 此 外 组 织 工 程 的 细 胞 支 架 不 仅 应 有 在 细 胞 培 养 操 作 中保 持 形 状 不 会 破 碎 的力 学 强 度 外 从临床应用 出发 细 胞 支架还 必须 具有 一 定 的 柔 韧 性 能 与 机体 缝 合 并 能 与 机体 贴 合 也 不 会 对 机 体 组 织 形 成 机 械 损 伤 的 力 学 性 能 目前 许 多 合 成材料虽然具 有 足够 的机械 性能 和适 当 的降解 速 度 但 有 些 材料 与 细 胞 间 的 亲 和 力 及 抗 凝 血 能 力 差 而 其 最 大不 足 是 聚 合 物 基 质 表 面 没 有 细 胞 可 进 行 识 别 的识 别 位 点 因此 对 生 物 材 料 进 行 表 面修 饰无论对材料本身或 临床应用 的发 展都至关重要 为 了进 一 步 促 进 组 织 生 长 用 生 物 材 料 做 成 的 维普资讯 1 6 中 国 生物工程杂志 第 2 3卷 支 架应 具 有 足 够 的表 面 积 以供 一定 量 的 细 胞 贴 附 解 决 这 一 问 题 的途 径 一 般 是 应 用 多孔 的 支 架 材 料 例 如 在 泡 沫 材 料 中 其 孔 径 尺 寸 应 适 度 以 利 于 细 胞 向孔 内部 生 长 并 且 应 保 证 孔 之 间 的 相 互 联 合 以利 于 深 层 细 胞 与 结 构 间 的 营 养 供 应 及 废 物 排 泄 2组织 工 程材 料 的分 类 目前 在 组 织 工 程 中 用 作 细 胞 支 架 的 生 物 材 料 主 要是 一 些 天 然 高 分 子 天 然 无 机 物 和 合 成 高 分 子 天然 高 分 子 有 甲壳 素 壳 聚糖 海 藻 酸 盐 胶 原 蛋 白 葡 聚 糖 透 明 质 酸 明胶 琼 脂 等 天 然 无 机 物 有 羟基磷灰 石 珊瑚礁 纤维蛋 白等 合成高分 子有 脂 肪 族 聚酯 聚 酸 酐 聚 膦 腈 聚 原 酸 酯 聚 醚 聚 酯 尿 烷 聚 丁 酸 等 天然 高 分 子 及 天 然 无 机 物 一 般 都 无 毒 亲 水 生物 相 容 性 及 细 胞 亲 和 性 好 但 缺 点 是 质 量 受 产 地 原 料 来 源 等 影 响 因而 重 复性 差 此 外 有 些 天 然高分子强度 和加工 性能 都较 差 有 的价 格极 高 使 之 难 以 直 接 作 为 细 胞 支 架 使 用 此 外 天 然 无 机 物 的 力 学 性 能 差 降 解 速 度 快 加 工 性 能 差 初步研究结果表 明 天然衍生 聚合物 有很大 的 应用 潜能H J 但 随着 临床 需求 量 的 日益 增 加 促使 一 些研究人员 去探 索应用 人工 合 成聚合 物作 为支 架材料 有些合 成 的生物 可 降解聚 合物 已被 美 国 食品药物管 理局 F D A 认证 并 用 作缝 合 及生 物材 料 这 些 材 料 均 为 多 聚 物 可 通 过 水 解 而 降 解 其 产物通过新 陈代谢 排 出体外 这些 合成 聚合 材 料 能 够 比较 容 易 地 进 行 批 量 生 产 并 且 可 以 根 据 特 殊 用 途 改 变 其 特 点 包 括 生 产 可 降 解 聚 合 物 然 后 培 养 出特定组织或器 官经外科 手术移植后 在人体 内 可逐步降解 目前 较普遍应 用 的合 成高分子 是 脂 肪 族 聚 酯 类 生 物 降 解 高 分 子 如 聚 己 内 酯 P C L 聚 乙交 酯 P G A 聚 丙 交 酯 P L A 及 其 共 聚 物 乙交 酯 一丙 交 酯 P L G A 其 中 P G A具 有 高 降 解 速 度 P L A具 有 高 强 度 及 P C L具 有 低 降 解 速 度 和 高 药物 透过性 等特点 故 可以在高分子设计 的基础上 合 成一系 列具有 不 同降解速 度 及力 学性 能 的脂 肪 族 共 聚 内酯 通 过 对 材 料 组 分 组 成 比 分 子 量 分 子 量 分 布 等 的 控 制 可 以调 节 材 料 的 生 物 降 解 速 度 在 几 周 至 几 年 间 变 化 另 外 纳 米 技 术 在 生 物 材 料 上 的 应用 也 愈 来 愈 引 人 注 目 纳 米 生 物 材 料 在 组 织 工 程 领 域 具 有 诱 人 的应 用 前 景 3纳 米 生物 材 料 的应 用 纳 米 材 料 的 概 念 形 成 于 2 0世 纪 8 0年 代 初 目前 纳 米 材 料 已成 为 材 料 科 学 领 域 中 的 热 点 纳 米 技 术 其 学 科 交 叉 性 特 别 明显 在 新 的生 物 材 料 及 其 生 物 结 构 与 形 成 过 程 中将 会 取得 突破 性 进 展 纳 米粒 子 所 展 示 出 的 优 异 性 能 在 组 织 工 程 领 域 具 有 诱 人 的 应 用 前 景 在 烧 伤 创 伤 创 面 治 疗 中 已应 用 纳 米 银 敷 料 并 明 显 缩 短 了 愈 合 时 间 对 处 理烧伤残余创 面疗效更 为显 著 有人设 想 用纳米 计 算 机 控 制 的纳 米 机 细 胞 聚 集 机 进 行 调 控 创 面 正 常 愈 合 清 除 坏 死 组 织 刺 激 和 填 充 创 面 修 复 组 织 强化 血管结构 在创面修 复过程 中 组 织排 列 由 无序变 为有序 各种细胞增殖与凋亡达 到正常修复 创 面要求 从 而减少或 防止创面瘢痕性畸形 愈合 纳 米 粒 子 的作 用 还 有 可 能 在 严 重 烧 伤 者 内 脏 并 发 症 防止 方 面有 着 突破 性 的进 展 如 果 将 纳 米 颗 粒 压 制 成 生 物 材 料 该 材 料 就 具 有 较 好 的靶 性 和 一 定 程 度 的 延 展 性 另 外 若 将 纳 米材料 与某些 生物材料制成复合生物材料 则能更 大 的改 变材 料 的 力 学 性 能 B o n f i e l d已 成 功 研 制 出 以 主 要 成 分 为 与 聚 乙 烯 混 合 压 缩 后 的 羟 基 磷 灰 石 网 的模 拟 有 骨骼 结 构 的 纳 米 物 质 物 理 特 性 符 合 理 想 的骨骼替 代物 另外 在 人工关 节 美 容置 入假 体 及 口腔正 畸 等 方 面 纳 米 材料 已得 到 应 用 我 们 可以设 想若将 这些纳米材料进行一定 的表 面修饰 再 进 行 一 定 的 技 术 处 理 得 到 一 定 孔 径 结 构 处 理 后 的 纳 米 材 料 将 会 成 为 较 理 想 的组 织 工 程 用 生 物 支 架 材 料 如 聚 羟 基 丁 酸 酯 P H B 通 过 自组 装 技 术 或模板技术等表 面修饰过程后 不但具有其本 身 固 有 的 特 性 如 生 物 可 降 解 性 生 物 相 容 性 压 电 性 光 学 活 性 无 毒 性 无 刺 激 性 及 无 免 疫 原 型 等 特 殊 性 质 外 还 可 以 很 好地 改 善 其 自身 亲 水 性 及 力 学 性 能 较 差 的不 足 可 使 作 为 组 织 工 程 材 料 的 P H B在 软骨 骨 皮 肤 心 脏 瓣 膜 血 管 及 神 经 等 组 织 工 程 方面 得 到更进 一步 的研究与应用 4组 织工 程相 关 生 物材 料 的表 面修 饰 一 生 物 材 料 在 组 织 工 程 应 用 过 程 中 存 在 的最 大 问题 是 其 表 面 缺 乏 细 胞 可 进 行 识 别 的 识 别 位 点 也 就 是 当 细胞 与 材 料 表 面 接 触 时 细胞 膜 表 面 受 体 试 图寻找表 面结 合信息 由此 可指示细胞 表面是 否 为 自体 或 异 体 因此 植 入 支 架 生 物 材 料 的 表 面 结 维普资讯 第 1 0期 王 馨 等 组织工程生物支架材料 1 7 构与 性 质 决 定 其 后 与 细 胞 间 的生 物 响 应 据 此 生 物材 料 表 面 应具 备 有 细 胞 膜 受 体 基 的 识 别 位 点 不 显示 非 特 异 性 相 互 作 用 而呈 现 高度 特 异 性 且 能 诱 导 特 异 的 愈合 途 径 因此 对 生 物 材 料 进 行 表 面修饰 为细胞创 造一个 良好 的类似体 内细胞外基 质 E C M 的 人 工 E C M 环 境 达 到 细 胞 正 常 生 长 的 需 求 显 得 至 关 重 要 4 1表 面 修 饰 后 的生 物 材 料 的 基 本 标 准 用 于 制 造 支 架 的 材 料 表 面 化 学 及 界 观 结 构 特 性 n m 尺度 调 节 与 其 相 接 的 细 胞 的 黏 附 铺 展 与 基 因 表 达 过 程 经 过 表 面 修 饰 后 的 生 物 材 料 在 宏 观性 质 上 的 改 善 体 现 在 以 下 6个 方 面 1 良好 的生 物 相 容 性 2 良 好 的 抗 凝 血 性 3 适 宜 的 表 面亲 水 一疏 水 平 衡 4 较 强 的 细 胞 特 异 性 识 别 能 力 5 较 强 的 消 除 非 特 异 性 识 别 能 力 6 易 于 加 工 和 表 征 4 2生 物 材 料 几 种 表 面 修 饰 技 术 的 特 点 材 料 表 面 修 饰 方 法 一 般 包 括 等 离 子 体 法 J 杂化 改 性 法 化 学 改 性 法 表 面 固定 法 低 温 等 离 子 体法 及 离 子 注 人 法 等 1 等 离 子 体 法 包 括 等 离子 体 沉 积 法 及 等 离 子 体 聚 合 法 前 者 可 以 在 材 料 表 面形 成 所 需 官 能 团 改 善 表 面 拓 扑 结 构 抑 制 材 料 表 面 非 特 异性 作 用 后 者 可 以在 材 料 表 面 引 人 磷 酸 基 羟 基 等 官 能 团 2 杂 化 改 性 法 就 是 杂 化 支 架 材 料 将 不 同性 质 的材 料 通 过 杂 化 而 获 得 具 有 新 性 能 的生 物 支 架 材 料 3 化 学 改 性 法 学 是 通 过 共 聚 辐 射 接 枝 等 方 法 来 改 变 材 料 的组 成 从 而 获 得 具 有 良 好 细 胞 亲 和 性 的 表 面 其 中 辐 射 接 枝 法 具 有 一 系列 的优 点 辐 射 接 枝 可在 较 厚 的 聚合 物 表 面 层 或 指 定 的厚 度 均 匀 进 行 具 有 特 效 性 可 以 通 过 该 法 制 得 具 有 预期 结 构 的 聚 合 物 由 于 该 法 通 常 并 不 需 要 向体 系投 放 引 发 剂 之 类 的添 加 剂 可制 得 适 于 某 些 特 殊 用 途 的 高 纯材 料 该 法 比 大 多 数 常 用 的 化 学 接 枝 法 更 容 易 掌握 有 些 辐 射 接 枝 反 应 是 通 常 的 化 学 接 枝 难 以 实 现 该 法 更 为 安 全 可 靠 4 表 面 固定 法 目前 对 材 料 表 面 进 行 分 子 生 物 学 设 计 其 方 法 主要 是将 一些 有 生 理 功 能 的 物 质 固定 在材 料 表 面 充 当 临 近 细 胞 基 质 或 可 溶 性 因 子 的 配 基 或 受 体 使 表 面形 成 一 个 能 与 生 物 活 体 相 适 应 的过 渡 层 此 方 法 不 会 影 响 高 分 子 材 料 的 本 体 性 能 可基本保持 所 固定 的生物 分子 的 活性 还 可 以 设 计 材 料 表 面 改性 区 域 经 改 性 的 高 分 子 材 料 可 获 得 良好 的 生 物 相 容 性 和 多 种 优 良的 生 物 医 学 应 用 性 能 该 法 包 括 固 定 蛋 白质 固 定 多 态 类 物 质 固 定 细胞 生 长 因 子 固定 酶 类 等 方 法 5 低 温 等 离 子 体 改 性 法 该 法 对 材 料 进 行 表 面 改 性 有 如 下 特 点 表 面 改 性 只 限 于 几 百 埃 以 内 的 表 面 不 影 响 机 体 材料 的性 质 能 够 处 理 管 道 等 各 种 形 状 的 表 面 有 较 强 的 杀 菌 作 用 6 离 子 注 人 法 离 子 注 人 处 理 高分 子 材 料 可 以 引起 材 料 表 面 的结 构 化 学 电 学 光 学 等 性 质 的 变 化 这 些 变 化 受 注 人 离 子 的 种 类 剂量 能量 束 流等 条件 决定 且离 子注 人技 术 仅 仅 影 响 材 料 表 层 的 性 能 而 基 本 不 会 改 变 高 分 子 材料 的本 体性能 与其他表 面修饰方法 相 比 离子 注 人 法 的优 越 性 还 体 现 在 注 人 离 子 在 基 体 中 与 基 体 原子 混 合 无 明 显 界 面 不 会 像 镀 层 或 涂 层 那 样 发 生脱落 现象 离子 注人一般 在常温 或低 温 下及 真 空 中进 行 整 个 过 程 是 洁净 的 没 有 环 境 污染 4 3材 料 表 面 的 仿 生 化 以上表 面修 饰法 的最 终 目的是尽 可能 为 细胞 提 供 一 种 近 似 天 然 的 E C M 从 而有 利 于 其 生 长 例 如 R a t n e r 研 究 组 以辉 光 放 电 等 离 子 沉 积 方 式 形 成 聚合物薄膜 将 二糖 与薄膜 共价 键结 合 构 件多 糖 状 空 腔 他 们 可 高 度 选 择 地 识 别 许 多 模 板 蛋 白 如 白蛋 白 免 疫 球 蛋 白 溶 菌 酶 核 糖 核 酸 酶 和 连 酶 亲 和 素 这 预 示 一 旦 确 认 体 内某 种 蛋 白对 创 伤 愈 合 特 别 重要 就 可 将 材 料 表 面 修 饰 成 亲 和 该 蛋 白 的 表 面 它 能使 关 键 蛋 白 富 集 而 促 进 愈 合 过 程 再 例 如 应 用仿 生 的 方 法 可 以在 磷 酸 化 的 壳 聚 糖 膜 和 钛 金 T i 6 A I 4 V表 面 以磷 酸 钙 涂 层 修 饰 通 过 引 人 合 适 比例 的 细 胞 结 合 域 肽 链 与 肝 素 结 合 链 来 修 饰 材 料 表 面 以模 仿 骨 的非 胶 原 E C M 的钙 化 最 终 调 控 成 骨 细 胞 表 型 的 表 达 以仿 生 工 艺 制 备 了 聚 乳 酸 磷 灰 石 复 合 物 三 维 多 孔 支 架 以 其 优 异 的 骨 整合 性 能 为 骨 细 胞 提 供 良好 的 生 长 环 境 S h e n 等 利 用壳 聚 糖 和 明胶 网络 与 聚乳 酸 复 合 制 备 软 骨 细 胞 支 架 材 料 另 外 材 料 表 面 仿 生 化 还 有 一 些 其 他 方 法 如 材料表面 自组装和有序表 面 双层膜修饰表 面及药 物 引人 促 进 材 料 表 面 与 细 胞 生 物 相 容 性 例 如 以 磷脂基 团直 接 修 饰 材料 表 面 获得 抗 凝 血材 料 表 面 R o b e r t s 等 纠以单 分 子 层 自组 装 S A Ms 策 略 成 功 引 人 氨 基 酸 序 列 A r g G l y A s p R G D 及 E G O H 基 团 赋 予 表 面 不 同 的 功 能 研 究 确 认 端 羧 基 亲 水 表 面 利 于 成 纤 维 细 胞 附 着 和 生 长 M a l o m i 等 n 副用 抗 氧 化 药 物 N一乙 酰 基 一半 胱 氨 酸 促 进 上 皮 细 胞 维普资讯 l 8 中 国 生物 工 程杂 志 第 2 3卷 的 粘连 这 可 能 与 特 异 细 胞 支 架 成 分 如 微 丝 系 统 分子组装修 复 相关 该 药 物 的巯 化基 团作 为 巯源 对 细胞 粘 连 很 重 要 5材 料 孔径 调 控 不 同 组 织 和器 官 的细 胞 其 形 态 大 小 生 长 取 向及 结 构 密 度 不 甚 相 同 对 于 单 种 细 胞 的 组 织 工 程 为 了细 胞 能 进 入 支 架 要 求 支 架 具 有 多 孔 结 构 且 孔 径 与 孔 强 度 要 适 度 对 于 多 种 细 胞 的 组 织 工 程 细 胞 支 架 如 作 为 皮 肤 组 织 工 程 的 支架 或 角 膜 组 织 工 程 的 支架 由于 内皮 细胞 和成 纤 维 细 胞 以 及 上 皮 细 胞 的 不 同 要 求 支 架 具 有 不 同 孔 径 的 复 层 结 构 一般 支 架 空 隙 的形 态 结 构 和大 小 t t m 尺 度 调 节 细 胞 的迁 移 与 生 长 现 今 已研 制 出各 种 各 样 的孔 结 构 中 国科 学 院 化 学 研 究 所 分 子 科 学 中 心 已 基 本 掌 握 了控 制 支 架 孔 径 结 构 的技 术 能 制 备 孔 径 从 几 微 米 到 几 百 微 米 材 质 不 同 孔 隙度 不 同 的海 绵状多孔结构 的细胞支架 可制成单一孔 径结构或 不 同 孔 径 结 构 不 同形 状 厚 度 从 不 足 1 n l n到 超 过 1 c m 面积 达 到 2 0 c m x 2 0 c m 的 细 胞 支 架 可 满 足 不 同组 织 工 程 细 胞 培养 的 需 要 近年来 许多工艺 已被用作制备 具有生物 降解 性 的 多孔 的组 织 工 程 支 架 如 以 泡 沫 支 架 为 例 其 制 备 多 孔 结 构 的 方 法 包 括 纤 维 结 合 法 非 编 织 网 状 结 构 法 溶 铸 法 颗 粒 过 滤 法 气 体 泡 沫 法 及 局 部 分 离 法 引 这 些 方 法 均 能 有 效 地 制 作 出适 度 的相 互联 系 的 孔 径 结 构 以 利 于 细 胞 生 长 和 迁 徙 其 中纤 维 结 合 法 溶 铸 法 颗 粒 过 滤 法 及 气 体 泡 沫 法 呈现 出了较好 的生物相容性 使其在将来 组织工 程 中细 胞 一 聚合 物 结 构 中 的应 用 具 有 特 别 广 阔 的 应 用前 景 然 而 以 上 近 乎 所 有 技 术 均 需 通 过 有 机 溶 解 将 会 降低 细 胞 在 体 内 形 成 新 生 组 织 的 能 力 因 此 孔 径 技 术 的溶 解 法 有 待 进 一 步 改 进 6结 语 综上 所 述 在 纳 米 材 料 应 用 过 程 中 应 致 力 于 其 对 药 物 的靶 向 性 表 面 特 异 性 载 体 的 安 装 及 力 学 性 能 的改进 等 方 面 的研 究 新 一代 生 物 材 料 不 但 要 考 虑到材料学 而且要兼顾生物科学 的需要 使其更接 近 机体 自身 组 织 生物 学 特性 引 进 行 生 物 材料 表 面 修 饰 的难 点 在 于 调控 细 胞 在 材料 表 面 生 长 和凋 亡 这 一 动 态 双 向平 衡 模 拟 天然 组 织 结 构 这 也 是 生 物 材 料 表 面修 饰 的 一个 发 展 方 向 在 孔 径 调 控 过 程 中近 乎 所 有技 术 均 需 通 过 有 机 溶 解 将 会 降 低 细 胞 在 体 内形 成新 生 组 织 的 能力 因 此 孔 径 技 术 的溶 解 法 有 待 进 一步 改 进 另 外 作 为 支 架 的理 想 生 物 材 料 应 能 与 受损 部 位 周边 靶 细 胞 表 达 的黏 附及 生长 因子 之 间 相 互 作 用 进 而 降 解 被 吸 收 来 修 复 受 损 组 织 j 尽 管纳 米 结 构 材 料 的 应 用 生 物 材 料 在 表 面 修饰 技 术 及孔 径 调 控方 面 还 存 在许 多 理论 和技 术 问 题 亟待 研究 但却 为 生 物 材 料 的进 一 步 在 组 织 工 程 领域 的应 用展 示 了无 比广 阔 的前 景 参 考 文 献 1 A n t o n i os G Mi k os J o h n n a S T e m e n o ff F o r m a ti o n o f h i g h l y p o r o u s b i o d e g r a d a b l e s c a ff o l d s f o r t i s s u e e n g i n e e r i n g J J E l e c t r o n i c J o u r n a l of Bi o t e c h n o l o g y 2 0 0 0 2 1 1 4 1 1 9 2 王身 国 杨健 蔡 晴 等 组织 工 程用 生物 材 料 及细 胞 支 架 研究 J 中华整形 外科 杂志 2 0 0 0 1 1 6 3 2 8 3 3 0 3 N a m Y S Y o o n J J P a r k T G A n o v e i f a b r l c a t i o n me t h o d of ma c r o p o r o u s b i o d e g r a d a b l e p o l y me r s c a ffo l d s u s i n g g a s f o a mi n g s a l t a s a p o r o g e n a d d i ti v e J o u r n a l of Bi o me d i c a l Ma t e r ia l s Re s e a r c h A p p l i e d B i o r a a t e r i a l s 2 0 0 0 5 3 1 7 4 S o l c h a g a L A D e n n i s J E G o l d b e r g V M e t a 1 H y a l u r o n i c a c i d b a s e d p o l y me r s a s c e l l c a r r i e r s f o r t i ssu e e n g i n e e r e d r e p a i r of b o n e a n d c a r ti l a g e J o u r n a l of Or t h o p a e d i c Re s e a r c h 1 9 9 9 1 7 2 0 5 21 3 5 T e m e n o ff J S M i k os A G R e e w T i s s u e e n g i n e e r i n g f o r r e g e n e r a t i o n of a r t i c u l a r c a r ti l a g e Bi o ma t e r i a l s 2 O O O 21 43 1 4 4 O 6 姜会庆 陈一 飞 纳米 材料 在 医 学 中的 应用 J 中 国修 复 重建 外科杂 志 2 0 0 2 1 6 6 4 3 5 4 3 7 7 成 国祥 蔡 志江 纳 米结 构组 织 工程 支 架 材料 J 中 国医 学科 学院学 报 2 0 0 2 2 4 2 2 0 7 2 1 0 8 L r r y L H e n c h J u l i a M P o l a k T h i r d g e n e rat i o n b i o me d i c a l ma t e r i a l s S c i e n c e 2 0 0 2 2 9 5 1 01 6 1 01 7 9 J u i C h e L Y u i F a n g C C h u h Y u n g C S u rf a c e c h a r a c t e ri z a t i o n a n d p lat e l e t a d h e s i o n s t u d i e s of p l a s ma p dy me n d p h o s p h i t e an d i t s c o p o l y m e r s w i t h d i me t h y l s u l f a t e J B i o m a t e r ia l s 1 9 9 9 2 0 1 5 1 4 3 9 1 4 4 7 1 0 郇春 艳 胡平 组织 工程 用 生物 材 料 的表 面修 饰技 术 J 化 工进展 2 0 0 3 2 2 1 1 3 1 7 1 1 Hu m u s hi We j B o r T s a i Mi c h a e l D G a r r i s o n e t a 1 T e mp l a t e i mp rin t e d n an ost r u c t u r e d s u r f a c e s for p r o t e i n r e c o g n i t i o n Na t u r e 1 9 9 9 3 9 8 1 5 5 9 3 5 9 7 1 2 V a r ma H K Y o k o g a w a Y E s p i n osa F F e t a 1 P o r o u s c a l c i u m p h o s p h a t e c o a t i n g o v e r p h os p h o r y lat ed e hit osa n fi l m b y a b i o m i m e t ic m e t h o d J B i o m a t e fi a l s 1 9 9 9 2 0 9 8 7 9 8 8 4 下转 第 2 2页 维普资讯 2 2 中 国 生物工程杂志 第 2 3卷 i n P6 4 K Pr o t e i n o f Ne i s s e r i a M e n i ng i t i d s a s a No v e l An tig e n Ca r r i e r Xi o n g Xi a n g h u a Li u Zh i mi n I n s t i t u t e o f B i o t e c h n o l o g y A c a d e my o f M i l i t a r y Me d i c a l S c i e n c e B e i j i n g 1 0 0 0 7 Abs t r a c t P6 4K f r o m p a t h o g e n i c b a c t e riu m Ne i s s e r i a me ni n gi t i d s i s fou n d i n t h e o ut e r me mb r a n e o f t h e c e l l a n d we l l r e o g n i z e d b y s e r a f r o m h uma n c o n v a l e s c e n t s o f me n i n g o c o c c al d i s e a s e o r v a c c i n e s i mmu n i z e d wi t h VA MENGOC BC2 a Cu b an an t i me n i n g o c o c c al Va c c i n e dA t h e g e n e c o d e s f o r P 6 4K c o n t a i n s 1 7 8 2 b a s e p air s P 6 4K a 5 93 a mi n o a c i d s p r o t e i n c o n s i s t s o f t wo do ma i n s an d d i s p l a y s LDH a c t i v i t y Re c e n t l y P 6 4K h a s b e e n c o n s i d e r e d as a p o t e n t an t i me ni o g c o c c al v a c c i n e I t s hi g h mo l e c u l a r l n a s s an d i mmu no g e n i c i t y h a v e ma d e P6 4 k a s u i t a b l e p r o t e i n c a r r i e r for we a k i mmu n o g e n s Ke y wor d s P 6 4K A L DH An t i g e n c a r r i e r 上接 第 l 8页 1 3 H u Y Wi n n S R K r a j b i e h I e t a1 P o r o u s p o l y me r s c a ff o l d s s u r f a ee med i fied wi t h a r g i n i n e g l y e i n e a s p a r t i c a c id e n h a n c e b o n e c e l l a t t a c h m e n t a n d d i ff e r e n t i a t i o n i n v i t r o J B i o me d Ma t e r Re s 2 0 0 3 6 4A 3 5 8 3 5 9 0 1 4 S h e n F C u i Y L Y a n g L F e l a1 A s t u d y o n t h e f a b r c a t i o n o f pot o u s c h i t o s m d g e l a ti n n e t w o r k scaff o l d f o r t i s s u e e n gin eefi n g P o l ymI n t e rn 2 O O O 4 9 1 4 1 5 R o b e r t s C C h e n C S M r k s i c h M e t a1 U s i n g M i x ed S e As s e m b l ed Mo n o l a y e m P r e s e n ti n g R GD a n d E G 3 0 H Gmu p s T o Ch a r a c t e r i z e L o n g T e r m At t a c h me n t o f B o v i n e Ca p i l l a r y En d o the l i a l C e l l s t o S u rf a c e s J J A m C h e m S o c 1 9 9 8 1 2 0 2 6 6 5 4 8 6 5 5 5 Bi o m a t e ria l s i n Ti s s ue 1 6 Mal o m i W Ma t a r r e s e P R i v a b e n e R e t a1 A n ti o x i d e n g t n a c e t ul c u t e i n e i n c rea s i n g c e ll a d h e s i o n c a p a b i l i t y p r o c e s s e s Bio ma t e r i als 1 9 9 6 1 7 9 2 1 9 2 8 1 7 Lo H P o n t i e ie ll o M S L e o n g K W F a b ri c a ti o n o f c o n t r o ll ed rel e a s e b i o d e g r a d ab l e f o a ms b y p h a s e s e p a r a t i o n T i s s u e En g i n e e rin g 1 9 9 5 1 1 5 2 8 1 8 N a m Y S P a r k TG B i o d e g r a d a b l epol ym e ri cm i e r o eell ul a rfo