膠原蛋白組織工程支架

　　隨著組織工程技術(shù)的發(fā)展，將傳統(tǒng)的支架材料與種子細胞和生長因子結(jié)合起來，能夠?qū)σ恍碗s的缺損組織進行修復，甚至整個組織器官的替代移植。膠原蛋白用作組織工程支架材料，主要是為種子細胞提供良好的生存空間和微環(huán)境，細胞可按預制形態(tài)的三維支架生長并可分泌出新的細胞外基質(zhì)，最終在體外制得具有一定形狀和三維結(jié)構(gòu)的組織或器官。

      Chan等以Ⅰ型膠原為原料合成膠原支架，體外接種原代人血管內(nèi)皮細胞，形成了清晰的CD31陽性毛細血管樣結(jié)構(gòu)；在小鼠體內(nèi)植入支架后，促進新生血管形成，同時支架在8周后逐漸降解。Hoogenkamp等采用一次鑄造法生產(chǎn)無縫大型中空膠原基支架，模擬整個膀胱的形狀，并與輸尿管和尿道吻合口部位集成；發(fā)現(xiàn)其利于體內(nèi)細胞浸潤，上皮細胞和平滑肌細胞能夠附著在支架上并保持其表型，細胞按照所提供的支架模板排列。有研究發(fā)現(xiàn)，在向成骨方向分化的人間充質(zhì)干細胞與血管內(nèi)皮細胞共培養(yǎng)體系中，膠原水凝膠支架的微環(huán)境有助于內(nèi)皮細胞預血管化和早期骨組織的形成，有助于術(shù)后患者植入物與宿主血管吻合。

　　此外，隨著3D打印技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的快速發(fā)展，能精確控制生物材料、細胞、生長因子等在整體3D結(jié)構(gòu)中的位置、組合與相互作用；并且3D打印技術(shù)可為患者制備出個性化的醫(yī)用器械，而膠原蛋白因其來源廣泛、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可與其他材料復合使用等優(yōu)點，也是3D打印中常用的原材料之一。目前，3D打印技術(shù)已可制備出多種人工組織器官，如髖關(guān)節(jié)、顱骨、具有仿生結(jié)構(gòu)的血管、完整耳郭，甚至肝臟、心臟、腎臟等復雜器官，但仍然存在可供打印原材料種類偏少、制作成本高、制備周期長等問題。Yang等研究發(fā)現(xiàn)，以海藻酸鈉和膠原為生物墨水，基于3D細胞打印軟骨組織工程復合支架，復合支架能明顯促進細胞黏附，促進細胞增殖和增強軟骨特異性基因的表達，有效抑制軟骨細胞去分化和維持表型。