组织工程细胞粘附材料及方法的研究进展

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1、组织工程细胞粘附材料及方法的研究进展郑辉，夏旭（清远市人民医院胸心一区广东清远511518）摘要：当前临床应用的所有生物瓣，包括无支架生物瓣共同致命弱点是易钙化、衰败，不兵有生长活性。而随着组织工程技术的发展，组织工程心脏瓣膜的研宄逐渐成为心脏外科领域的研究热点之一。组织工程心脏瓣膜的构建毡括：⑴支架的选材及制备；⑵种子细胞的选择、分离与培养；⑶种子细胞在支架上的种植与培养三部分。木文对近年来组织工程细胞粘附材料及方法的研宄进展进行综述,并指出目前研究中所存在的问题，展望其发展的方向和前景。关键词：组织工程;心脏瓣膜;细胞粘附;材料;方法理想的组

2、织工程心脏瓣膜理论上只有牛.长性、不需抗凝、不易退行性变和钙化、组织相容性好、无免疫原性、有活力、耐久性强、并有一定的增长能力和修复能力且来源充足等优点，是心脏瓣膜置换术中最理想的置换物，所以有着广阔的临床应用前景。近年来，不论是支架材料的选取、种子细胞的选择，还是应用前的体外培育环境和性能的综合评估等研究均有较大的发展。现就组织工程细胞粘附材料及方法的研宄进展进行综述。1组织工程细胞粘附材料的性能及要求瓣膜置换物的细胞材料表面是一个抗吸附蛋白组织及粘附细胞组织的惰性面，防止免疫系统的激活、抗血凝及血栓形成、减少细胞外基质的沉淀及其他与周围组织的

3、反应；另外，在可能的情况下，瓣膜置换物的细胞材料表面也是一个促进细胞吸附、迁移、扩展、分化、长期生存活力及细胞活性功能的可控表面。TEHV为新型理想的瓣膜置换物，以天然的支架或可降解高分子材料支架为基础，在瓣膜支架上种入患者自身细胞，体外培养后植入患者体内取代病变瓣膜行使功能，随着支架材料降解，新牛.ECM合成,再生出患者自身新的瓣膜。为了使支架材料具有良好的生物相容性和细胞亲和性及使种子细胞快速、牢固地黏附到瓣膜支架上并对其进行改建，最终形成自体的瓣膜组织，需对支架材料进行表面改性。常用的方法有表面修饰法、化学改性法、等离子体法等。2增强组织工

4、程细胞粘附的方法组织工程细胞的粘附按其作用机制可分为非特异性粘附和特异性粘附，两者各奋特点。2.1非特异性粘附即非受体介导种子细胞与支架材料之间的直接粘附，以通过增强种子细胞膜表面分子结构与支架材料表面的化学功能集团之间的弱化学键及物理力学增强细胞材料之间的粘附。增大支架材料的表面积主要通过控制支架的孔径大小、孔隙率及三维空间来实现，具体的实验中一般以种植的种子干细胞的大小来确定所用材料支架孔径的大小，在保证支架正常功能的前提下提高孔隙率及正常的三维空间。通过在制备生物材料支架膜片时人工合成材料与不同晶体的比例来调控孔隙率及空隙的大小。支架材料表

5、面与种子细胞的静电引力，分子间的静电引力的强弱主要取决于其分子量的大小及材料细胞间的极性。李秋泽教授等通过层层静电自组装技术构建20,10,5,0层的壳聚糖/透明质酸共混膜履盖在猪去细胞瓣膜支架上。将骨髓基质干细胞在涂膜支架上种植培养并检测支架对种子细胞的黏附效果。发现通过层层静电自组装技术构建的共混膜能够促进种子细胞的黏附，而H冇一定的量效关系。另有Stephan等研究证明在纤维支架表明涂抹聚合电解质PDADMAC（聚二甲基二烯丙基氯化铵）也得到相似的结论。0前各种促进非特异性粘附的方法有研宄，对于各种方法的优越性还无一定的实验研究证据，虽然各

6、种处理所针对的机制不同，但同吋应用两种或两种以上的处理较少，对于各种处理方法间有无促进作用还无明显证据，诺能将各种方法的优势集中，将对细胞材料的粘附有极大的促进作用。2.2特异性粘附即受体介导的种子细胞与支架材料之间的特异性粘附，通过以胞外基质分子及其分子的附属基团与材料支架之间形成共价键达到增强细胞材料间的粘附。其特点在于受体与配体间形成特异性共价键，生物材料可通过粘附细胞的细胞信号传导及功能受体介导从周围环境中(体外培养基或体内的体液)吸附纤维连接蛋白、层粘连蛋白、玻璃粘连蛋白及胶原蛋白等细胞外基质。各种细胞外基质成分中的细胞功能受体及信号传

7、导有特异的功能氨基酸序列。纤维连接蛋白是细胞外基质中最重要、最具右代表性的促细胞粘附的物质之•-，以纤维连接蛋白的RGD序列为配体与种子细胞膜表面整联蛋白的受体α5β1链形成特异性的整联蛋白复合体，另外玻璃粘连蛋白中的RGD序列与细胞膜表面整联蛋白的αvβ3可形成特异的复合体，从而可增加细胞材料间的粘附性。殷胜利教授在以高分子材料聚4羟基丁酸酯(P4HB)为支架及董念国教授以天然生物支架去细胞猪主动脉瓣膜支架，在支架表面包裹纤维连接蛋白(RGD肽)，研究表明其细胞粘附性比PLL及为作处理的支架明显增强。

8、尽管目前对于特异性粘附的研究取得了很大的进步，较为理想的科研成果，但是仍冇很多待解决的问题，对于特异性粘附物质的研究主要是在支架上包裹-