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、對細(xì)胞無損傷，能很好的支持細(xì)胞的生長和促進(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，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的疾病傳播和嚴(yán)重的免疫排斥問題；制備簡單、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，有學(xué)者開始致力于模擬細(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快的問題，但是它們在生物相容性方面仍不是很理想。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。通過掃描電鏡、體外降解性和力學(xué)性能的檢測和分析，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評價(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，無任何組織工程產(chǎn)品覆蓋的創(chuàng)面作為對照組

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，