再生医学:生物材料与组织再生
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二、胶原蛋白-黏多糖多孔隙材料在组织再生中的应用

C-GAG支架在组织工程领域备受关注,其最主要的几个应用包括皮肤、周围神经和结膜再生修复等,除此之外,C-GAG在骨、心脏瓣膜、关节软骨、泌尿器官和脊髓再生修复中也显示了重要的作用。C-GAG支架在组织再生中发挥多个作用,包括物理抑制伤口挛缩,为细胞和新生组织生长提供机械支持,富含配体和信号分子以及促进细胞黏附、增殖和分化等。

1.周围神经再生

周围神经损伤经常需要搭建神经管桥来修复。在神经管桥内加入多孔支架材料可以提高神经再生的质量。多孔支架起着物理支持和诱导细胞迁徙至组织缺损或伤口的作用。适用于神经修复的C-GAG支架具有轴向拉长直径约10~20μm 的孔径,为施万细胞(Schwann cell)的迁移和神经断端之间轴突的形成提供接触导向。降解半衰期为6周的C-GAG支架再生周围神经的效果与自体移植效果一致,而后者一直是修复周围神经缺损的“金标准”。

2.结膜和角膜再生

在兔子动物模型中,CGAG支架可以改变结膜全层病变伤口收缩和瘢痕形成的愈合机制。支架可以显著减少伤口收缩,促进基质层的生成。C-GAG也是人工角膜的理想基质。体外研究显示,角膜基质细胞、上皮细胞和内皮细胞可以在C-GAG支架上连续共培养超过12周,这些细胞产生了新的 ECM,形成了完整的上皮、基底膜和内皮细胞单层。

3.软骨和纤维软骨组织工程应用

C-GAG支架在骨组织中也有应用,包括关节软骨、半月板和椎间盘等,对于支架的交联密度、化学组成以及孔径大小和生长因子等添加物在关节软骨再生中的作用已有较多研究。