构建组织工程软骨支架材料：现状及未来.doc

www.CRTER.org 周勇，等. 构建组织工程软骨支架材料：现状及未来 构建组织工程软骨支架材料：现状及未来 周 勇1，2，3，朱伟民2，3，彭亮权2，3，王大明3，刘 威3，徐 晓2，王大平1，2，3 (1广州医科大学，广东省广州市 510182；2深圳市第二人民医院运动医学科，广东省深圳市 518035；3深圳市组织工程重点实验室，广东省深圳市 518035) 引用本文：周勇，朱伟民，彭亮权，王大明，刘威，徐晓，王大平. 构建组织工程软骨支架材料：现状及未来[J].中国组织工程研究，2017，21(10):1604-1610. DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2017.10.021 ORCID: 0000-0002-5214-5610(王大平) 文章快速阅读： 组织工程软骨中支架材料的研究与进展 临床应用的意义： 通过模仿全层骨与软骨结构，来制备多层具有成骨和成软骨的支架，其显示出良好的物理性能及力学强度，以及原位骨与软骨组织的相互作用，并且这种支架显著增强细胞的黏附、增殖。由粗放到精细对软骨结构精确模拟，这也许是未来软骨组织工程支架研究的一个方向。 文章增加的新信息： 将不同来源的材料按照不同比例进行复合，扬长避短，能构成力学性能良好、高孔隙率、相容性好、降解性能佳的支架材料。但目前软骨组织工程支架材料的研究仍存在一些问题亟待解决，例如人工材料的毒性，怎样尽量微创的进行支架置入手术，怎样有效解决支架材料降解速率过快，怎样抑制细胞的过度生长等。 此问题已知的信息： (1)组织工程支架的作用是为种子细胞相互作用提供平台； (2)充当细胞外基质； (3)为新成立的组织提供结构支撑。目前研究报道的组织工程支架材料大致可分为天然高分子材料、人工合成的支架材料、复合支架材料、纳米支架材料等。支架材料来源种类繁多，制作工艺也不尽相同，目前为止尚未有学者研究出最理想的支架材料，总是存在一些不足。 周勇，男，1988年生，江苏省泰州市人，汉族，广州医科大学在读硕士，主要从事运动医学、骨与软骨损伤修复研究。 通讯作者：王大平，主任医师，博士生导师，深圳市第二人民医院运动医学科，广东省深圳市 518035 中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (2017)10-01604-07 稿件接受：2016-11-23 Zhou Yong, Studying for master’s degree, Guangzhou Medical University, Guangzhou 510182, Guangdong Province, China; Department of Sports Medicine, the Second People’s Hospital of Shenzhen, Shenzhen 518035, Guangdong Province, China; Shenzhen Key Laboratory of Tissue Engineering, Shenzhen 518035, Guangdong Province, China Corresponding author: Wang Da-ping, Chief physician, Doctoral supervisor, Guangzhou Medical University, Guangzhou 510182, Guangdong Province, China; Department of Sports Medicine, the Second People’s Hospital of Shenzhen, Shenzhen 518035, Guangdong Province, China; Shenzhen Key Laboratory of Tissue Engineering, Shenzhen 518035, Guangdong Province, China 文题释义： 软骨组织工程：主要分为3个方面：种子细胞、支架材料、细胞因子，其中支架材料扮演了重要角色。也有少数学者提出可不用支架材料，直接将细胞放置于软骨缺损处，但尚未被大家认可。组织工程支架的作用是为种子细胞相互作用提供平台，充当细胞外基质，并且为新成立的组织提供结构支撑。 人工合成支架材料：是指应用物理化学等方法合成的可替代细胞外基质的高分子聚合物，主要优点为材料来源不受限制，可根据需要对其化学、物理及生物学性能进行调控。但人工合成材料的组织相容性较天然支架材料差。 摘要 背景：众所周知，组织工程修复软骨损伤有种子细胞、支架材料、细胞因子3个要素，支架材料在软骨组织工程制备中发挥着重要作用。 目的：检索近十年来国内外关于软骨组织工程支架材料的相关文献，并对其进行归纳总结，讨论支架材料发展遇到的问题及发展方向。 方法：由第一作者检索2006至2016年PubMed数据库及CNKI数据库文献，英文检索词为“cartilage tissue engineering, natural scaffold materials，synthetic scaffold materials, composite scaffolds，nanometer materials”，中文检索词为“软骨组织工程，天然支架材料，人工合成支架材料，复合支架材料，纳米支架”。 结果与结论：软骨组织工程支架材料来源与种类不一，天然材料、人工材料及纳米材料有各自的优点及缺点，任何单一的材料难以满足临床上对软骨的要求，将不同来源的材料按照不同比例进行复合，扬长避短，能构成力学性能良好、高孔隙率、相容性好、降解性能佳的支架材料。但目前仍存在支架材料降解过快、细胞过度生长等问题，目前相关研究大都样本量较小，缺乏长期跟踪随访，并且人体试验相对较少。 关键词： 生物材料；软骨生物材料；天然高分子材料；人工合成材料；复合支架材料；纳米材料 主题词： 软骨；组织支架；组织工程 基金资助： 深圳市科技计划项目(JCYJ2015033010240109) 1605 P.O.Box 1200,Shenyang 110004 kf23385083@ Tissue-engineered cartilage scaffold materials: present and future Zhou Yong1, 2, 3, Zhu Wei-min2, 3, Peng Liang-quan2, 3, Wang Da-ming3, Liu Wei3, Xu Xiao2, Wang Da-ping1, 2, 3 (1Guangzhou Medical University, Guangzhou 510182, Guangdong Province, China; 2Department of Sports Medicine, the Second People’s Hospital of Shenzhen, Shenzhen 518035, Guangdong Province, China; 3Shenzhen Key Laboratory of Tissue Engineering, Shenzhen 518035, Guangdong Province, China) Abstract BACKGROUND: As is known to all, cartilage tissue engineering has three elements, seed cells, scaffold materials, and cytokines. Scaffold materials play an important role in cartilage tissue engineering. OBJECTIVE: To search and review the literatures about tissue-engineered cartilage scaffold materials in the last decade, and to discuss problems and the development direction of the scaffolds. METHODS: A computer-based search of relevant articles published from 2006 to 2016 was conducted in PubMed and CNKI using the key words of “cartilage tissue engineering, natural scaffold materials, synthetic scaffold materials, composite scaffolds, nanometer materials" in English and Chinese, respectively. RESULTS AND CONCLUSION: Scaffold materials in cartilage tissue engineering have different sources and kinds. Natural materials, synthetic materials and nanometer materials have their own advantages and disadvantages. Any single material is difficult to meet the clinical requirements of the cartilage. Material compounds with different proportions can be used to prepare scaffolds with good mechanical properties, high porosity, good compatibility and degradation. But there are still some problems, such as excessive speed of scaffold degradation and excessive cell growth. The current research is in in vitro experimental stage mostly, and the application in clinic has not been enforced yet due to small size and lack of a long-term follow up. Subject headings: Cartilage; Tissue Scaffolds; Tissue Engineering Funding: the Scientific Plan Project of Shenzhen City, No. JCYJ2015033010240109 Cite this article: Zhou Y, Zhu WM, Peng LQ, Wang DM, Liu W, Xu X, Wang DP. Tissue-engineered cartilage scaffold mater