胶原蛋白类生物材料支架机械性和稳定性较差2024-12-25 08:30:37
胶原蛋白是人体或动物中含量最丰富、分布最广泛的蛋白质之一,由成纤维细胞产生,是ECM的主要成分。胶原蛋白因具有良好的生物相容性、无毒降解性和促进轴突再生等优点,故使其逐渐成为制备SCI修复支架的生物材料之一。研究发现,胶原蛋白作为神经营养因子的载体,可促进脊髓受损区域的修复。Breen等利用神经营养因子3和胶原蛋白合成了NT3-胶原蛋白支架,用于治疗SCI大鼠模型,发现其可通过填充脊髓腔,减少胶质瘢痕形成,促进神经元和轴突再生,并抑制炎症反应。Wang等利用胶原蛋白和血管内皮生长因子合成了胶原蛋白-VEGF支架,该支架具有生物活性,植入后可改善SCI恢复的微环境,引导损伤部位轴突再生,并促进损伤部位新血管形成。但是,胶原蛋白类生物材料支架机械性和稳定性较差,故其应用在一定程度上受到了限制。因此,如何提高胶原蛋白生物材料支架的机械性能和稳定性是未来研究的重点之一。
海藻酸盐是一种存在于藻类细胞壁中的亲水性长链多糖,遇水时呈凝胶状,并产生一系列3D结构,其稳定性和粘性使之拥有成为SCI修复生物材料支架的可能性。由于海藻酸盐独特的化学成分使其比其他自然生物更接近哺乳动物ECM的物理特性,其被广泛用于促进轴突再生和靶向药物的递送。此外,海藻酸盐具有低抗原性,但其降解速度快、机械强度不足,故常与其他生物材料结合使用。Hosseini等将干细胞包封到海藻酸盐支架中发现,其可抑制炎症,并促进轴突再生和星形胶质细胞生长过程延长。海藻酸盐可被设计为3D支架,通过填充损伤部位脊髓腔帮助受损部位重建ECM软组织。研究表明,在阳离子肽存在下,植入聚-L-鸟氨酸-层粘连蛋白-海藻酸盐3D支架能够融入SCI部位,而不产生毒性,并促进轴突和神经元再生。综上,可见海藻酸盐是一种极具潜力的、用于SCI修复的生物材料支架。
出自《生物材料支架在脊髓损伤修复中的研究进展》作者:王文豪,胡建锋.
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