膠原-硫酸軟骨素-透明質(zhì)酸復(fù)合真皮支架的構(gòu)建及性能研究.pdf

1、引言：由燒傷、慢性潰瘍、創(chuàng)傷等原因?qū)е碌拇竺娣e的真皮、全層皮膚缺損是臨床常見(jiàn)病癥之一，其修復(fù)和功能重建是目前皮膚外科十分重要的研究課題之一。組織工程學(xué)的發(fā)展為真皮組織的修復(fù)提供了新的思路和方法，而如何選擇一個(gè)適合的支架材料成為研究的焦點(diǎn)。理想的真皮支架應(yīng)具有良好的生物相容性和穩(wěn)定性、對(duì)細(xì)胞無(wú)損傷，能很好的支持細(xì)胞的生長(zhǎng)和促進(jìn)細(xì)胞的增殖、在體內(nèi)可降解等特性。傳統(tǒng)的真皮支架材料如人工合成材料聚乳酸(Polylactic acid，PLA)、

2、聚羥基乙酸(Polyglycolic acid，PGA)、聚乳酸-聚羥基乙酸共聚物(Poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA)等，這些合成材料存在較多缺點(diǎn)，如疏水性強(qiáng)，降解產(chǎn)物為酸性可引發(fā)比較嚴(yán)重的炎性反應(yīng)等。自從天然材料膠原-GAG被Yannas和Burke首次報(bào)道以來(lái)，天然材料的優(yōu)點(diǎn)倍受關(guān)注。與人工合成材料相比,天然生物材料具有無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)：天然生物材料直接取自生物體內(nèi)，有良好的生物相容性和生物可降解性

3、；材料本身具有相同或類似于細(xì)胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu),可促進(jìn)細(xì)胞黏附、增殖和分化；天然生物材料可以避免同種異體或異種移植物的短缺和可能帶來(lái)的疾病傳播和嚴(yán)重的免疫排斥問(wèn)題；制備簡(jiǎn)單、可塑性強(qiáng)，可根據(jù)病損的大小、嚴(yán)重程度任意調(diào)整其大小、厚薄等，不失為構(gòu)建組織工程支架的理想選擇。膠原(Collagen,Co)作為一種天然生物材料，其本身是細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular matrix，ECM)的主要成份之一，占真皮干重的60-80％。此外它還具有

4、較多的作為組織工程支架材料的優(yōu)點(diǎn)，如低抗原性、止血作用和可促進(jìn)細(xì)胞增殖的作用等。但降解過(guò)快和強(qiáng)度較差的缺點(diǎn)又一定程度的限制了它的應(yīng)用，近年來(lái)，有學(xué)者開(kāi)始致力于模擬細(xì)胞外基質(zhì)的研究，已經(jīng)構(gòu)建了諸如膠原-硫酸軟骨素、膠原-透明質(zhì)酸、明膠-硫酸軟骨素-透明質(zhì)酸等支架材料。這些復(fù)合材料克服了單純膠原的缺點(diǎn)，顯著提高了其機(jī)械強(qiáng)度和改善了降解率過(guò)快的問(wèn)題，但是它們?cè)谏锵嗳菪苑矫嫒圆皇呛芾硐?。生理?xiàng)l件下真皮細(xì)胞外基質(zhì)的主要成份為Co、硫酸軟骨素(c

5、hondroitin sulfate,CS)和透明質(zhì)酸(hyaluronic acid,HA)等。以上的經(jīng)驗(yàn)讓我們有理由相信用人體真皮細(xì)胞外基質(zhì)的三個(gè)主要成份Co、CS和HA構(gòu)建的支架材料可能更接近真皮ECM的環(huán)境，更有利于組織工程真皮的研發(fā)和應(yīng)用。
　　目的：構(gòu)建一種模擬正常真皮細(xì)胞外基質(zhì)成份及其比例的新型的Co/CS/HA復(fù)合支架，探討其作為新型組織工程真皮載體的可行性。
　　方法：以三種不同的比例先行制備Co-HA,C

6、o-CS,Co-CS-HA海綿，再以碳化二亞胺(EDC)交聯(lián)(Cross-link，CL)并分別復(fù)合CS、HA、空白，從而獲得生理?xiàng)l件下和真皮細(xì)胞外基質(zhì)主要成份相同的不同比例的9種真皮支架：Co-HA/CSCL9:1:1，5:1:1，3:1:1；Co-CS/HACL9:1:1，5:1:1，3:1:1；Co-CS-HA/CL9:1:1，5:1:1，3:1:1。通過(guò)掃描電鏡、體外降解性和力學(xué)性能的檢測(cè)和分析，發(fā)現(xiàn)先行制備Co-CS-HA海綿

7、再進(jìn)行交聯(lián)的這組材料即Co-CS-HA/CL，其性能優(yōu)于其它復(fù)合方式制得的材料，9:1:1比例的材料性能優(yōu)于其它比例的材料。因此隨后在體外我們?cè)u(píng)價(jià)了Co-CS-HA/CL9:1:1,Co-HA/CSCL9:1:1和Co-CS/HACL三種材料的強(qiáng)度、降解性、生物相容性和代謝活性。并將這三種材料作為實(shí)驗(yàn)組，與同種異體的SD大鼠真皮成纖維細(xì)胞復(fù)合共培養(yǎng)1周后，構(gòu)建成組織工程真皮移植至SD大鼠的背部創(chuàng)面，無(wú)任何組織工程產(chǎn)品覆蓋的創(chuàng)面作為對(duì)照組

8、，觀察其促進(jìn)傷口愈合的作用。
　　結(jié)果：所制備的新型的Co-CS-HA/CL9:1:1復(fù)合真皮支架為白色海綿狀結(jié)構(gòu)，其孔徑為109±11μm，孔隙均勻并有廣泛的交通孔，孔隙率為(94.75±0.39)％。體外降解性和力學(xué)性能檢測(cè)顯示材料的強(qiáng)度和抵抗酶解的能力顯著提高。生物相容性和代謝活性分析結(jié)果表明材料無(wú)明顯的毒性，能較好的促進(jìn)細(xì)胞的黏附和增殖。真皮替代物移植至SD大鼠的背部創(chuàng)面，與宿主組織相容性良好，4周傷口完全愈合，表面光滑，