支架是组织形成的临时支撑,通常在支架上植入细胞和生长因子。支架可以在体外培养,让组织在植入前成熟,也可以直接注射到损伤部位,让组织通过人体自身机制再生。

图1:关节软骨损伤的组织工程方案。A:局灶性关节软骨损伤。B:清除病灶以确保植入物的健康周边。C:用生物材料支架填充病变,触发组织更新。

脚手架的设计是:

  • 促进细胞与生物材料的相互作用、细胞粘附和细胞外基质(ECM)。
  • 允许充足的气体,营养和调节因子的运输,以支持细胞的生存和增殖。
  • 加强废物处理。
  • 生物降解速度可控。
  • 在体内诱导最低水平的炎症。

理想的支架应该是多孔的,生物相容性的可生物降解的,具有适合预期植入部位的机械性能,并使用细胞友好型制造技术。

类型的脚手架

  • 水凝胶三维聚合物网络在水中膨胀,类似于软骨结构,使其成为软骨替代品的合适选择。

  • 固体。由固体无机材料(羟基磷灰石、磷酸三钙)制成的支架在骨组织工程中具有较好的应用前景。

  • 多孔支架主要用于依赖血管再生的骨组织。

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