【摘要】  　　目的 组织工程的提出、建立和发展，为最终实现脊髓损伤的修复和真正意义上的结构、形态与功能重建开辟了新的途径。支架的生物活性、三维结构和表面微观结构，材料的降解性等众多因素都对细胞增殖，分化和组织形成有明显影响。组织工程的发展也将改变传统的医学模式。使得再生医学得以进一步发展并最终用于疾病的治疗。本文结合国内外文献，对脊髓损伤支架成形技术的研究进展作一综述。

【关键词】  脊髓损伤 成型技术 组织工程

　　脊髓损伤（Spinal Cord Injury,SCI）是严重危害人类健康，发病率高［1］和死亡率高［2］的疾病，由于损伤常导致损伤平面以下运动及感觉功能不完全或完全丧失，给个人、家庭、社会带来巨大经济负担。20世纪80年代，美国哈佛大学医学院Joseph P Vacanti教授和麻省理工学院Robert Tanger教授在《科学》杂志，阐述组织工程学的基本原理、未来的发展方向和应用前景，引发组织工程学在全世界的兴起和发展，成为治疗因疾病、创伤、遗传等因素所造成的组织或器官损伤的理想方法。1984年Wolter首先将软骨细胞种植于可降解生物材料聚羟基乙醇（PGA）形成软骨组织，肝细胞接种于中空纤维以代替部分干组织工程的研究，被誉为是组织工程研究的最初尝试。近代，随着雪旺细胞［3］，脊髓间质干细胞［4］以及胚胎细胞［5］等具有生长潜能的细胞的发现，利用组织工程学发现移植细胞为治疗脊髓损伤带来了新的希望。

　　1   目前现状
   
　　在脊髓损伤的治疗中，传统的方法如减压疗法、冷冻疗法最为普遍，但这是一种“以创伤治疗创伤”的治疗模式，如何在修复资质结构的同时重建其功能，并克服上述治疗方法的缺陷，成为组织工程方法修复的直接任务。组织工程的兴起和发展，极大符合脊髓损伤修复的理想要求。组织工程支架是对细胞外基质结构和功能的仿生，起到支撑固定细胞的重要作用，为细胞的生长和组织的再生提供必要生存环境［6］。种子细胞如雪旺细胞、干细胞的发现，生物材料如聚乙醇酸［7］，聚D，L-乳酸、聚羟基乳酸的发展，为组织工程方法治疗脊髓损伤的进一步发展提供技术储备。目前，根据生物材料的理化特性，采用何种成形技术方法制备出理想支架成为研究的热点和难点。理想的组织工程支架除应具备一般的特性外，还应具备适合的孔径（100-400μm）和空隙率（>80%），良好的细胞相容性，三维结构和微观结构等特质。核心期刊论文发表

　　2  理想支架的特质和形成方法

　　2.1  构建-适合孔径和空隙率  （1） 相分离技术:相分离技术主要是利用热动力学原理在聚合物溶液中形成聚合物的富相和穷相，通过升华等方式除掉集合物的穷相 ，从而得到多空的聚合物支架。此法还可以将细胞生长因子引入到制备的多空支架中去。将聚乳酸按6%的重量比加入到二氧杂环乙烷与水的混合液中（重量比为87∶13），然后加热到63℃是聚乳酸溶解。将制备的溶液置于试管中，在20～35℃的温水中侵泡5～60分钟，然后将试管直接在液氮中冷冻。应用该技术获得生物细胞支架的孔隙率高达90%，但孔径在100μm以下。（2）溶液浇铸／粒子析出技术 生物材料被溶于一种合适的溶剂，并被浇铸到以各模具中，然后除去溶剂和致空剂，留下已固定成所需形状的支架。该技术使用氯化钠、糖类晶体等不溶有机溶剂的颗粒作为致孔剂。将聚乳酸溶于氯仿中、，浇铸到模具中，干燥以除去有机溶剂，最后在蒸馏水中除去致孔剂得到支架。Shastri［8］等人利用氯化钠颗粒作为致孔剂，制备出孔隙率为87%，孔径大于100μm ，厚度可达2.5cm。但在制备过程中，可能残留有毒的有机溶剂。

　　2.2  加固-三维立体结构

　　2.2.1  择性激光烧结技术  该技术是采用激光烧结粉末层，一层一层地烧结成固体，直至支架形成以美国DTM开发应用较多。该法形成的支架有生物相容性和生物降解性，孔径和孔隙率以及支架的物理性质和化学性质都可以在加工过程中通过材料配方和加工条件调节。此法的优点是无需设计和结构支撑［9］，无需溶剂，具有良好的压缩性，精密度相对较好。 Williamsa［10］等采用该技术制备成的聚己内酯（PCL）三维多孔支架，支架的压缩模量达到52-67Mpa，性质与天然的组织结构相似，更能与细胞相结合。

　　2.2.2  三维打印技术  三维印刷技术（3-D Printing )是首先由美国麻省理工学院开发成功，并很快用于组织工程支架成形的制备［11］，其中以美国ZCorporation为代表。三维印刷技术是运用喷墨打印技术对粉末材料的加工，按照预定程序打印出聚合物粉末和溶剂，逐层形成三维支架［12］，还可满足对色彩打印的需求［13］。Tay［14］等用三维印刷技术将聚已内酯和聚乙烯醇的混合粉末制成支架，再用过滤法将聚乙烯醇除去，得到多孔的支架。观察发现过滤后的支架疏松柔韧，孔的结构具有较高的连通性，更有利于细胞之间营养物质的交换 ［15］。
               
　　2.3  修整-细胞相容性

　　2.3.1  物理吸附或涂层法  此法是最为简单的生物材料表面改性技术，在化学惰性的聚合物表面涂敷一层具有良好细胞相容性的材料，可显著提高其细胞相相容性。Chen［16］等将多孔支架和胶原溶液一起抽真空下，然后释放负压，从而将胶原溶液导入多孔支架材料内部，干燥后实现了胶原在多孔支架中的涂层。细胞培养证明细胞在胶原涂层后的多孔支架的内部均匀地铺展在表面，而在孔百支架中的细胞呈球形。随着培养时间的延长。胶原涂层的多孔支架中的细胞增多，分布更加均匀，而在空白支架中细胞严重地发生聚集。

　　2.3.2  等离子体引发表面接枝聚合  等离子体等是应用最广泛的生物材料表面改性技术。采用空气等气体，通过等离子体，将一些极性的基团引入化学惰性的生物材料表面，提高其细胞相容性。Lee［17］等采用空气等离子体处理。在聚乙烯膜或可降解聚合物PLGA表面引入亲水性的含氧官能团，通过控制功率可获得不同亲水性的表面，提高了对细胞的相容性。贝建中［18］等才用氨气等离子体处理聚乳酸表面，提高了材料的亲水性和对3T3细胞的相容性，在处理后的聚乳酸表面涂层胶原，可得到稳定的胶原涂层，提高了材料的细胞相容性。

　　2.4  装饰-化学拓扑结构和表面微图案

　　2.4.1  软刻技术   该技术具有确定拓扑结构的技术。细胞在体内生长表现出细胞的移动，就会显现出方向、生长密度与形态的各项异性。通过光刻技术改变支架的表面化学拓扑结构，可控制细胞的生长与移动方向。Wen［19］等采用表面的软刻技术在金表面微接触印刷；了疏水的十六烷基硫醇和亲水的三缩乙二醇为端基的葵硫醇化学图案，再经过纤维粘连蛋白处理。可见纤维粘连蛋白选择性吸附早十六烷基硫醇的疏水区，但在亲水区域则没有吸附。细胞培养发现，细胞选择性地黏附在印有化学图案的纤维粘连蛋白区域。

　　2.4.2  光刻技术   光刻技术是一种先应用于电子技术领域，制备具有表面微图案的技术。与软刻技术不同。不仅是化学拓扑结构可控制细胞的生长与移动，表面微图案对细胞的移动与取向同样具有调控作用细胞在体内增殖按照一定的方向和形状如切力方向、纤维方向、沟槽方向生长。Clark［10］等人利用光刻技术在支架上刻出超密槽表面，间隔260nm深100-400nm来模拟具有形状的微图案，结果发现在凹槽表面成列生长，促进细胞生成轴突的形状。
3    展望
        
　　组织工程的快速发展，使组织工程支架的研究不仅是某种特质的单独研究，而是为了使支架具有适合移植的特质，从而真正的解决组织或器官损伤的疾病。目前，种子细胞和生物材料发展迅猛，利用现有的成形技术制备出具有支架的一般特性和特有的性质如适合的孔径（100-400μm）和空隙率（>80%），良好的细胞相容性，三维结构和微观结构，成为具有重大意义的突破。因此，兼有适当的生物降解性、良好的细胞想容性和生物活性的支架是组织工程支架威力啊的发张趋势之一。建立在材料-界面蛋白质-细胞-生物系统相互作用模型基础上的生物相容性内涵，指出了获得理想化组织工程支架的一个重要方向。利用各种表面构建与改性技术，将生物活性物质固定在材料表面得到的杂化的生物活性支架，则可为细胞在支架中的生长与分化创建一个更加接近于体内的良好的细胞外基质环境，从而为组织工程化器官的构建提供坚实的支架支持。

【参考文献】核心期刊论文发表
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