中国组织工程研究

中国组织工程研究 ›› 2018, Vol. 22 ›› Issue (6): 958-963.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.0075

• 生物材料综述 biomaterial review • 上一篇    下一篇

生物材料在纤维环修复中的研究现实及挑战

张  蕾1，周  松2，程抱昌1
  

  1. 1南昌大学材料科学与工程学院，江西省南昌市  330000；2南昌大学第一附属医院骨科，江西省南昌市  330000
  • 收稿日期:2017-09-06 出版日期:2018-02-28 发布日期:2018-02-28
  • 通讯作者: 程抱昌，教授，南昌大学材料科学与工程学院，江西省南昌市 330000
  • 作者简介:张蕾，女，1992年生，江西省赣州市人，汉族，南昌大学材料科学与工程学院在读硕士，主要从事材料制备及性能检测研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51571107，81560352)

Actuality and challenge of biomaterials in annulus fibrosus repair

Zhang Lei1, Zhou Song2, Cheng Bao-chang1
  

  1. 1School of Materials Science and Engineering, Nanchang University, Nanchang 330000, Jiangxi Province, China; 2Department of Orthopedics, First Affiliated Hospital of Nanchang University, Nanchang 330000, Jiangxi Province, China
  • Received:2017-09-06 Online:2018-02-28 Published:2018-02-28
  • Contact: Cheng Bao-chang, Professor, School of Materials Science and Engineering, Nanchang University, Nanchang 330000, Jiangxi Province, China
  • About author:Zhang Lei, Studying for master’s degree, School of Materials Science and Engineering, Nanchang University, Nanchang 330000, Jiangxi Province, China
  • Supported by:
    the National Natural Science Foundation of China, No. 51571107, 81560352

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摘要：

文章快速阅读：

 

文题释义：
纤维环：是椎间盘组织中重要的组成部分，其结构特殊，受力复杂，在维持椎间盘强度及脊柱稳定性方面起重要作用。在椎间盘退变的早期，纤维环受到压力影响，导致纤维环的微断裂，使髓核突出，这成为椎间盘退变的病理因素之一。组织工程学技术通过制备具有生物学信号的生物材料最大程度的修复纤维环，以恢复椎间盘的结构及功能，为早期预防和治疗椎间盘退变提供了新思路。
用于纤维环修复的生物材料：生物材料在纤维环组织工程中扮演着重要作用，主要通过促进细胞外基质的产生和组织再生来恢复纤维环的结构和力学功能，目前，用于纤维环修复的生物材料种类繁多，一是天然材料，包括丝素蛋白、透明质酸、胶原、藻酸盐等；二是合成高分子材料，包括聚氨酯、聚乳酸、聚己内酯、聚乙醇酸等；三是生物组织材料，如来源于椎间盘组织或纤维环的脱细胞基质材料、纤维蛋白原等。
 
背景：近年来，应用组织工程技术构建具有生物学结构和功能的组织，为修复退行性变椎间盘带来了新的希望。
目的：探讨椎间盘组织工程中纤维环修复材料的研究与进展。
方法：由第一作者应用计算机检索PubMed 数据库1991至2017年有关生物材料修复纤维环的文献，检索词为“intervertebral disc，annulus fibrosus，material，scaffold”。
结果与结论：生物材料在纤维环修复中扮演着重要作用，主要通过促进细胞外基质的生成和组织再生来恢复纤维环的生理结构和力学性能。目前修复纤维环的材料主要包括天然材料、合成高分子材料、生物组织材料等，天然材料具有良好生物相容性、可降解性及对细胞无明显毒性等优点，但其力学强度较差；合成高分子材料可克服天然材料机械强度弱的不足，同时还具有可重复性、可控性、无免疫原性、易于加工等优点，但其生物相容性、细胞亲和力不及天然材料。将不同材料的优点进行整合，获得更佳的复合材料，成为纤维环修复的主要方向。

关键词: 纤维环, 修复, 组织工程, 支架, 天然材料, 合成高分子材料, 生物组织材料, 国家自然科学基金, 生物材料, 椎间盘

Abstract:

BACKGROUND: Recently, tissue-engineered biomaterials for annulus fibrosus repair in the treatment of intervertebral disc degeneration have aroused wide attentions.
OBJECTIVE: To investigate the research progress in biomaterials for the repair of annulus fibrosus in intervertebral disc tissue engineering.
METHODS: PubMed database (1991-2017) was retrieved by the first author with the key words of “intervertebral disc, annulus fibrosus, material, scaffold” to search relevant articles about the use of biomaterials in annulus fibrosus repair.
RESULTS AND CONCLUSION: Biomaterials play important roles in annulus fibrosus repair, which mainly function to recover the physical structure and mechanical function of the annulus fibrosus by promoting extracellular matrix secretion and tissue regeneration. Current materials mainly used for the repair of annulus fibrosus include natural materials, polymer materials, and biomaterials. Natural materials have good biocompatibility, biodegradability and no cytotoxicity, but their mechanical strength is poor. Polymer materials which overcome the lack of mechanical strength have repeatability, controllability, no immunogenicity, and are easy to be processed, but they have poor biocompatibility and cell affinity, as compared with the natural materials. Therefore, the selection of composite materials by integrating the advantages of different materials becomes the main trend in the annulus fibrosus repair.

Key words: Biocompatible Materials, Intervertebral Disk, Tissue Engineering

中图分类号: