组织工程支架材料是根据材料用于不同人体组织,并根据具体替代组织具备的功能所设计的。组织工程支架材料包括:骨、软骨、血管、神经、皮肤和人工器官,如肝、脾、肾、膀胱等的组织支架材料。
一、骨组织工程支架材料
1、人工骨的支架材料功能
人的骨头在人体中起一支撑人体重量,维持人体力学平衡的功能,因此,人工骨的组织工程支架材料必须具备以下两个功能。
(1) 有一定机械强度以支撑组织的高强度材料,以保证材料植入人体后,有支撑体的重量,不改变骨骼形状。
(2) 有一定生物活性可诱导细胞生长、分化,并可被人体降解吸收。
(3)良好的组织相容性: 材料应对种子细胞和邻近组织无免疫原
性。
在组织工程出现以前的第一种功能的材料为非降解性材料,仅起到支撑固定的作用。存在的一个问题是:在骨头愈合后,必须进行第二次手术取出这种材料。
第二种功能的材料主要是给细胞提供三维生长空间,其本身具有生活性,可诱导细胞分化生长和血管的长入,以形成活的骨组织,使其具有人骨的功能和作用。
以上两面三刀个对骨支架材料要求的条件可以归结为:组织工程支架材料是具有一定强度并具有生物活性的可降解材料。
2、人工骨支架材料研究进展
人工骨支架材料可分为两类,即生物降解和非生物降解型。
早期的人工骨支架材料都是非生物降解型的,这类材料有:高聚物(碳素纤维,涤纶,特氟隆),金属材料(不锈钢,钴基合金,钛合金),生物惰性陶瓷(氧化铝,氧化锌,碳化硅),生物活性陶瓷(生物玻璃,羟基磷灰石,磷酸钙)等。
这些材料的特点是机械强度高(耐磨、耐疲功、不变形等,生物惰性(耐酸碱、耐老化、不降解)。但存在二次手术问题,因此人们开始研究使用可生物降解并具有生物活性的材料,这类材料有纤维蛋白凝胶、胶原凝胶、聚乳酸、聚醇酸及其共聚体、聚乳酸和聚羟基酸类、琼脂糖、壳聚糖和透明质酸等多糖类。
目前研究和使用的骨组织支架材料是降解材料或降解和非降解材料的结合。