组织工程血管支架材料的研究与进展

中国组织工程研究第20卷第34期2016–08–19出版ChineseJournalofTissueEngineeringResearchAugust19,2016Vol.20,No.34ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH5149·综述·潘兴纳，男，1987年生，广西壮族自治区南宁市人，壮族，昆明医科大学在读硕士，主要从事心血管组织工程方面的研究。通讯作者：蒋立虹，教授，博士生导师，云南省第一人民医院，云南省昆明市650032中图分类号:R318文献标识码:A文章编号:2095-4344(2016)34-05149-06稿件接受：2016-05-20组织工程血管支架材料的研究与进展潘兴纳1，李亚雄1，蒋立虹2(1昆明医科大学附属延安医院心脏大血管外科，云南省昆明市650051；2云南省第一人民医院，云南省昆明市650032)引用本文：潘兴纳，李亚雄，蒋立虹.组织工程血管支架材料的研究与进展[J].中国组织工程研究，2016，20(34):5149-5154.DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.2016.34.021ORCID:0000-0002-4156-7033(蒋立虹)文章快速阅读：文题释义：组织工程：主要研究目的在于制备出用于临床治疗的再生组织，在过去的30多年里受到了很大的关注。1988年组织工程学被定义为，运用工程学、材料科学和生命科学的原理和方法，模拟目标组织的结构和功能来开发具备一定生物活性的组织替换物，以重建、维持、提高受累组织的生理功能。组织工程研究的内容包括支架材料、种子细胞、组织器官三维构建及移植应用4个方面。理想的组织工程血管支架：应具备以下特点：良好的生物组织相容性；适宜的三维立体解剖结构、长度、容积；可控的生物降解性和降解率，降解产物对机体无毒副作用、不引起强烈的免疫排斥反应和炎症反应；良好的多孔结构，易于种子细胞种植、迁移，细胞彼此之间相互接触，易于生物信号分子的传递；具备一定的生物表面活性，能促进种子细胞黏附，并为种子细胞增殖、分化、分泌细胞因子和合成细胞外基质提供良好的生物微环境；一定的可塑性和良好的生物机械力学强度，在机体生物力学条件下能够保护细胞，不抑制生物信息的传递；方便消毒、保存、运输；支架在重塑过程中具备一定的耐久性。摘要背景：随着研究的深入，组织工程血管支架材料已由单纯的天然材料发展为可降解复合材料和纳米聚合物材料，其制备方法也由单纯手工发展到新兴的快速成型技术。目的：阐明不同组织工程血管支架材料的优缺点、用途及研究热点等，寻求一种能够符合临床需求的组织工程血管支架材料。方法：由第一作者检索1985至2015年PubMed数据库、中国知网、维普中文期刊网等收录的与组织工程血管支架材料相关的文献。英文检索词为“tissueengineering，tissueengineered，bloodvessel，vascular，scaffold”，中文检索词为“组织工程；血管；支架材料；血管支架”，按纳入、排除标准最后共纳入文献36篇进行综述。结果与结论：不可降解材料主要用于构建大口径组织工程血管；天然生物材料具有良好的生物相容性，能够提供细胞所需的信号，可促进细胞附着及保留分化功能；可降解高分子合成材料具有较好的组织相容性，机械性能、降解率和微结构可控，能根据设计要求进行批量生产；复合物材料结合了天然生物材料和合成高分子材料的优势，成为目前最理想的支架材料，也是未来研究的重点。关键词：生物材料；材料相容性；组织工程；血管；支架材料；血管移植主题词：支架；血管；组织工程心脏血管支架手术示意图潘兴纳，等.组织工程血管支架材料的研究与进展P.O.Box10002,Shenyang110180’sdegree,DepartmentofCardiovascularSurgery,AffiliatedYan’anHospitalofKunmingMedicalUniversity,Kunming650051,YunnanProvince,ChinaCorrespondingauthor:JiangLi-hong,Professor,Doctoralsupervisor,theFirstPeople’sHospitalofYunnan,Kunming650032,YunnanProvince,China基金资助：云南省科技厅-昆明医科大学联合专项基金资助项目(2013FB187，2013FB189)；云南省卫生科技计划项目(2014NS208，2014NS209)Tissue-engineeredvascularscaffoldmaterialsPanXing-na1,LiYa-xiong1,JiangLi-hong2(1DepartmentofCardiovascularSurgery,AffiliatedYan’anHospitalofKunmingMedicalUniversity,Kunming650051,YunnanProvince,China;2theFirstPeople’sHospitalofYunnan,Kunming650032,YunnanProvince,China)AbstractBACKGROUND:Tissue-engineeredvascularscaffoldmaterialshavebeendevelopedfrompurenaturalmaterialstodegradablecompositematerialsandnanopolymermaterials,andthepreparationmethodhasalsobeendevelopedfromthemanualtechnologytotherapidproto-typingtechnology.OBJECTIVE:Toclarifytheadvantagesanddisadvantages,applicationandresearchhotspotsofdifferenttissue-engineeredvascularscaffoldmaterials,andtofindasuitablescaffoldmaterialforclinicaltreatment.METHODS:ThefirstauthorretrieveddatabasesofPubMed,CNKIandCqVipforrelevantarticlesabouttissue-engineeredvascularscaffoldspublishedfrom1985to2015.Thekeywordswere“tissueengineering,tissueengineered,bloodvessel,vascular,scaffold”inEnglishandChinese,respectively.Inaccordancewiththeinclusionandexclusioncriteria,36articleswerereviewed.RESULTSANDCONCLUSION:Non-degradablematerialsaremainlyusedtoconstructlargediametertissue-engineeredbloodvessels.Naturalbiomaterialshavegoodbiocompatibility,whichcanprovidenecessarysignalsforcellsandpromotecellattachmentandretaincelldifferentiationability.Degradablepolymercompositematerialshavegoodbiocompatibility,whosemechanicalproperties,degradationrateandmicrostructurecanbecontrolled,andtheycanbemass-producedaccordingtothedesignrequirements.Thecompositematerialsinheritingtheadvantagesofnaturalbiomaterialsandsyntheticpolymermaterialshavebecomethemostidealscaffoldmaterialsandwillbearesearchfocusinthefuture.Subjectheadings:Stents;BloodVessels;TissueEngineeringFunding:theJointSpecialFundProjectofYunnanProvincialScienceandTechnologyDepartment-KunmingMedicalUniversity,No.2013FB187,2013FB189;theHealthScienceandTechnologyProjectofYunnan,No.2014NS208,2014NS209Citethisarticle:PanXN,LiYX,JiangLH.Tissue-engineeredvascularscaffoldmaterials.ZhongguoZuzhiGongchengYanjiu.2016;20(34):5149-5154.0引言Introduction组织工程主要研究目的在于制备出用于临床治疗的再生组织，在过去的30多年里受到了很大的关注。1988年组织工程学被定义为，运用工程学、材料科学和生命科学的原理和方法，模拟目标组织的结构和功能来开发具备一定生物活性的组织替换物，以重建、维持、提高受累组织的生理功能[1]。组织工程研究的内容包括支架材料、种子细胞、组织器官三维构建及移植应用4个方面。随着研究的深入，组织工程血管支架材料已由单纯的天然材料发展为可降解复合材料和纳米聚合物材料，其制备方法也由单纯手工发展到新兴的快速成型技术，如静电纺丝、3D打印、纳米成型技术等。理想的组织工程血管支架应具备以下特点：良好的生物组织相容性；适宜的三维立体解剖结构、长度、容积；可控的生物降解性和降解率，降解产物对机体无毒副作用、不引起强烈的免疫排斥反应和炎症反应；良好的多孔结构，易于种子细胞种植、迁移，细胞彼此之间相互接触，易于生物信号分子的传递；具备一定的生物表面活性，能促进种子细胞黏附，并为种子细胞增殖、分化、分泌细胞因子和合成细胞外基质提供良好的生物微环境；一定的可塑性和良好的生物机械力学强度，在机体生物力学条件下能够保护细胞，不抑制生物信息的传递；方便消毒、保存、运输；支架在重塑过程中具备一定的耐久性[2-3]。现阶段组织工程血管支架材料按照来源和性能可分为不可降解材料、可降解天然生物材料、可降解高分子合成材料等3大类[4-5]。文章就组织工程中血管支架材料近年来的研究进展作一综述。1资料和方法Dataandmethods1.1资料来源由第一作者通过计算机检索1985至潘兴纳，等.组织工程血管支架材料的研究与进展ISSN2095-4344CN21-1581/RCODEN:ZLKHAH5151数据库、中国知网、维普中文期刊网等收录的相关的文献。英文检索词为“tissueengineering，tissueengineered，bloodvessel，vascular，scaffold”，中文检索词为“组织工程；血管；支架材料；血管支架”。1.2资料筛选及评价纳入标准：①纳入用于构建组织工程血管支架材料及其制备工艺的相关文献；②同一领域选择近期发表或在权威杂志上发表的文章。排除标准