构建人工椎间盘组织工程支架

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.38.019

摘要/Abstract

摘要：

背景：组织工程技术的发展为已退变椎间盘功能的恢复提供了可能。
目的：综述椎间盘组织工程中支架的研究进展。
方法：由第一作者检索PubMed 数据库中1990-01-01/2012-12-31 有关椎间盘组织工程中支架的文献，以 “tissue engineering, intervertebral disc, scaffold”为检索词。
结果与结论：支架材料是组织工程研究中的一项重要组成部分。椎间盘纤维环支架材料有3大类，包括天然生物材料、人工合成材料及复合材料。椎间盘纤维环支架材料种类繁多，各有优缺点，尚无公认的最合适的支架材料，支架材料选择仍需进一步的实验研究。纳米级生物材料是研究发展的一个必然趋势，另外，利用仿生学原理，在模拟人椎间盘组织的过程中对支架材料进行改进同样是一个发展趋势；此外，可注射型支架同样是另一个研究热点，可注射型支架材料的选择范围主要集中在壳聚糖、Ⅱ型胶原、透明质酸、纤维蛋白、弹性蛋白、藻酸盐身上，目前将壳聚糖作为支架的研究相对较多。

关键词: 生物材料, 生物材料综述, 椎间盘, 组织工程, 椎间盘纤维环支架, 支架, 纳米级生物材料, 综述

Abstract:

BACKGROUND: Advancement in bioengineering based upon tissue engineering techniques may offer the possibility of repairing degenerative intervertebral disc.
OBJECTIVE: To summarize the research progress in the scaffolds of tissue engineered intervertebral disc.
METHODS: A computer-based retrieval was performed to search manuscripts describing tissue engineered intervertebral disc scaffolds published between January 1st, 1900 and December 31st, 2012 in PubMed database with the key words of “tissue engineering, intervertebral disc, scaffold” in English.
RESULTS AND CONCLUSION: Scaffold is an important part of tissue-engineered research. There are three kinds of materials for intervertebral disc scaffolds: natural biomaterials, synthetic materials, and composite materials. A variety of scaffold materials have their own advantages and disadvantages. Up to now, none of these scaffold materials is accepted as the most suitable one. The selection of scaffold materials is still to be further studied. The study and development of nanoscale biomaterials is an inevitable trend. Otherwise, with the help of bionics, improving scaffolds is also an inexorable trend in progress of simulating human intervertebral disc. Furthermore, injectable scaffold is also an research hot spot, and the selection range of injectable scaffold materials mainly focuses on chitosan, type Ⅱ collagen, hyaluronic acid, fibrin, elastin, and alginate. Currently, studies on chitosan as a scaffold material are relatively more.

Key words: biocompatible materials, review, tissue engineering, stents, intervertebral disk

中图分类号:

R318

张子言，颜华东，佟珅，姜睿，武汉. 构建人工椎间盘组织工程支架[J]. 中国组织工程研究, doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.38.019.

Zhang Zi-yan, Yan Hua-dong, Tong Kun, Jiang Rui, Wu Han. Constructing a tissue engineered intervertebral disc scaffold[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.38.019.

图/表（结果） 1

2.1 组织工程和细胞支架组织工程中3种主要的组分，包括：种子细胞；信号，信号包括生物力学因素(如机械负荷)和生物化学因子(如细胞活素，酶，酶抑制剂和生长因子等)；支架。细胞支架的作用在于为种子细胞提供适宜的微环境，从而促进细胞的生长、增殖及合成细胞外基质，是椎间盘组织工程中不可或缺的3大组成部分之一。当设计一个用于组织工程的支架时，许多需要考虑到，例如免疫原性，结构性和力学性能，生物相容性和生物降解性，以及采用何种移植方法^[11]。为选取适合应用于人椎间盘组织工程的支架材料，应考虑以下5条特征：有利于椎间盘组织工程中种子细胞的生长、增殖及细胞外基质的合成；应该具有与人体组织较良好的生物相容性和低免疫原性；尽量与椎间盘的正常生理功能相一致，能够为椎间盘提供足够的初始力学强度，还要具有一定的可塑型性；应具有与人体生理结构近似的三维立体结构，首先有利于种子细胞的植入黏附，其次有利于营养成分的渗入，最后有利于细胞代谢产物的排出；良好的生物降解性也是应该具备的条件之一，支架材料应该在组织形成过程中逐渐分解并排出体外，从而对新形成组织的影响降至最低。

椎间盘组织工程中常用的载体材料大体上可分3类：人工合成材料，天然材料及复合材料。天然材料有藻酸盐、壳聚糖、琼脂糖、胶原蛋白、纤维蛋白凝胶等；合成材料有高分子合成材料以脂肪族聚酯类为主要代表，包括聚乳酸、聚羟基乙酸、共聚物等；合成材料还有磷酸钙、透明质酸等。复合材料有Ⅰ型胶原-透明质酸、Ⅱ型胶原-透明质酸、聚羟基乙酸-透明质酸、苹果酸-聚酯聚合物等。以下就较常得到应用的材料做一介绍。

2.2 天然材料天然生物材料已在组织工程中得到广泛应用，这一类材料的最大优点在于它们优良的生物相容性，同时，天然材料也存在一些不足，如不易大规模生产、生物力学性能较差、具有免疫原性、存在传播病毒的风险等，从而限制了它的应用。主要代表如下。

藻酸盐：是一种天然线性多糖，可从海洋褐藻类生物中提取得到，带有负电荷^[12]，当其遇到二价阳离子(如Cu²⁺、Ca²⁺等)时可发生离子偶联化反应，形成凝胶化物质，从而生成藻酸钙离子水凝胶，特点是结构为网状；而加入螯合剂(磷酸、EDTA、柠檬酸盐等)时该复合物会出现分解反应。Tritz-Schiavi等及Kim等^[13-14]认为藻酸盐生物毒性较低、生物相容性好，而且价格相对便宜，是可供选择的组织工程载体材料之一，能为椎间盘种子细胞(如内、外侧纤维环细胞、髓核细胞)生长、增殖、生成细胞外基质等提供适宜的局部微环境，但由于目前藻酸盐制备工艺尚不完全成熟，藻酸盐常与其他材料复合被应用于实验研究当中；Shao等^[15]将藻酸盐-壳聚糖复合支架与犬类椎间盘纤维环细胞复合常规体外培养，根据扫描电镜结果显示：随培养时间延长，复合支架缓慢降解，而且降解物无明显细胞毒性，对细胞生产干扰不明显，在较长的一段时期内可见纤维环细胞生长增殖情况良好，细胞外基质较丰富。

壳聚糖：起源于去乙酰胆碱及部分解聚的壳质，主要组分存在于甲壳纲动物壳，生物学性能如组织相容性、生物退变性和抗细菌活性较为突出。这些性能与它特殊的物理和化学组成相一致，使得它成为一种较适于椎间盘组织工程的多功能生物高分子聚合物^[16]。特别是作为一种凝胶剂存在，它能够在不同的pH或温度的情况下形成凝胶。已有文献证实带有甘油磷酸或磷酸氢铵的壳聚糖组合能够产生一种热感应凝胶，这种凝胶在人类生理温度下为固体，在室温下是液体^[17-18]。这种性能使得壳聚糖凝胶适宜用于椎间盘内注射。因为凝胶与天然组织机械性能相近，所以它被推荐为一种理想的用来髓核置换的候选支架材料^[19]。目前，已有文献提供了使用甘油磷酸/壳聚糖凝胶作为支架的证据，文献显示它们能保持牛髓核细胞的生存能力和正常生理功能^[20]，而且可以在不同培养条件的培养基(微环境)中诱导人类间充质干细胞向人类髓核样细胞分化^[21]。

琼脂糖：主要成分为多聚半乳糖，来源于海洋生物藻类，该多糖化合物可从此藻类中分离提取出来，空间结构为与DNA相似的双螺旋结构，相连部分通过多链聚集而成，立体结构为筛孔状的网络结构。Sato等^[22]和Gruber等^[23]将椎间盘内的3种细胞(即外层、内层纤维环细胞以及髓核细胞)分别进行单层培养，以及复合使用琼脂糖凝胶进行复合培养, 对这3种细胞的糖胺聚糖含量及DNA含量变化情况进行监测时发现：①在单层培养时，糖胺聚糖产量：内层纤维环细胞产量显著高于外层纤维环细胞(有统计学意义)。②而在复合培养时，糖胺聚糖产量：3种细胞无明显差异。因此，Sato等^[22]和Gruber等^[23]认为在这3种细胞的复合培养中，琼脂糖凝胶是一种合适的支架材料。

胶原：是椎间盘组织工程中较为理想的支架材料，它是一种天然生物蛋白质，其于动物体内分布广泛，尤其是动物的韧带、肌腱、皮等位置中。它在结构上的特点为具有3股螺旋肽链，这种结构使其具有低免疫原性、优良的生物相容性、生物活性及生物降解性等特点。Gruber等^[24]研究表明将椎间盘细胞与胶原凝胶共同培养时，光镜下观察显示细胞的生长状况良好，细胞形态呈类圆形，分子生物学检测中可检测到蛋白多糖、Ⅰ型胶原、Ⅱ型胶原mRNA的表达；而生长在凝胶边缘的椎间盘细胞形态多呈梭形，而且未检测到Ⅱ型胶原及蛋白多糖mRNA的表达，只检测到胶原 mRNA的表达，实验说明了胶原支架对椎间盘细胞分泌细胞外基质的促进作用。Sato等^[25]将兔纤维环细胞种植于以胶原为原料制成的蜂巢状支架材料中，实验结果证实纤维环细胞的生长、增殖情况良好，细胞表型得以维持，而且与支架材料的复合培养能够产生大量细胞外基质，将复合纤维环细胞的胶原支架植入到受损伤的椎间盘中，实验结果显示在局部观察到了透明样软骨组织的生成。

纤维蛋白凝胶：是一种天然高分子聚合物，由凝血酶与纤维蛋白的聚合而形成，该聚合物具有较良好的生物相容性、生物降解性、可吸收性和较低的免疫原性，特别是它可以释放血小板衍生生长因子及转化生长因子等，从而促进椎间盘细胞黏附增殖并分泌细胞外基质，最终达到控制细胞生长的功能。Sha’ban 等^[26]设计并构建了聚乳酸羟基乙酸共聚物-纤维蛋白支架，在该支架上接种椎间盘纤维环细胞和髓核细胞，按照常规进行体外复合培养，3周后光镜下进行组织形态学观察，结果表明：细胞生长、增殖情况良好，并形成类软骨样组织，同时生成大量的细胞外基质如蛋白聚糖、胶原蛋白等成分。而Gruber等^[27]认为，与纤维蛋白凝胶复合培养的人椎间盘细胞不产生聚集蛋白聚糖及6-硫酸软骨素磺基转移酶，这种转移酶是6-硫酸软骨素产生过程中所必需的，而仅仅表达Ⅰ、Ⅱ型胶原，作为支架材料具有很明显缺陷，所以Gruber等认为纤维蛋白凝胶支架并不适合用于椎间盘组织工程。各家说法不一，因此，作为椎间盘组织工程支架材料，纤维蛋白凝胶是否适合用于支架材料尚存在争议，仍需进行进一步的研究。

2.3 合成材料合成材料的优点在于物理及力学性能较好，较易加工，能批量生产，结构和性能可人为加以控制，但这类材料存在不具备生物活性，缺乏细胞识别信号，并可引起无菌性炎症等问题。主要代表如下：

聚磷酸钙：以磷酸二氢钙或磷酸钙为主要原料，通过分子间聚合反应生成，目前已被广泛应用于组织工程领域。聚磷酸钙的特点在于具有良好的生物活性、生物降解性并具有近似髓核的生物力学性能。Seguin等^[28]在聚磷酸钙材料的表面接种分离得到的髓核细胞，体外常规培养6周，光镜下进行组织形态学观察，并对胶原含量、蛋白多糖含量、DNA含量和生物力学性能等进行测定与分析，结果显示可在聚磷酸钙表面检测到髓核样组织生成，此组织具有与正常髓核组织相接近的生物力学性能。

透明质酸：广泛分布于人体各部位，它并不是一种蛋白质，而是一种具有良好生物相容性的酸性黏多糖。Crevensten等^[29]将透明质酸凝胶与间充质干细胞复合后，移植至鼠椎间盘内，结果显示：2周后间充质干细胞数量明显减少，有趣的是，培养4周后间充质干细胞数量明显增加，而且具有一定的活力，间充质干细胞数量的这种变化没有明确的解释，尚需进一步研究，随后对鼠的影像学检查显示椎间盘高度有增加的趋势；Crevensten等则认为作为椎间盘细胞支架材料来讲，透明质酸凝胶并不是一种适合的选择。鉴于目前相关文献报道较少，难以确定透明质酸作为椎间盘组织工程细胞支架材料是否具有可行性，尚需对这一问题进行深入的研究和探讨。

聚乳酸和聚羟基乙酸：聚乳酸和聚羟基乙酸及聚乳酸与羟基乙酸的共聚物是一类人工合成的有机高分子材料，它们具有良好生物相容性、一定的可塑性及优秀的生物降解性。在体内降解过程中，聚羟基乙酸分解后生成乳酸，聚乳酸分解后生成羟基乙酸，两者都可最终分解为CO₂和水，通过呼吸系统和泌尿系统，其最终产物可排出体外。聚乳酸与羟基乙酸的共聚物具有良好的生物相容性、可塑性及机械强度，是一种得到广泛应用的组织工程支架材料，而且该类材料力学性能较好，可通过改变分子量来调控降解速率。Mizuno等^[30]以聚乳酸和聚羟基乙酸为原料制成支架，该支架内部为空心结构，将分离培养的纤维环细胞种植于支架上，经过 1 d的黏附后，将藻酸钠溶液(20 g/L)与髓核细胞相混合，然后再加入CaSO₄，迅速接种于聚乳酸/聚羟基乙酸支架的内部空心结构处，按常规进行体外复合培养。结果令人鼓舞，显示复合培养12周后形成了在大体形态、组织细胞学、生物化学及生物力学4个方面与正常生理状态下椎间盘组织相接近的组织。

2.4 复合材料复合材料根据所应用材料组合的不同，除了上述天然材料和合成材料的特点之外，还存在制备较复杂、成本较高等缺点，但同时也在相当程度上克服了单一材料自身的固有缺点。主要代表如下：

Ⅰ型胶原-透明质酸：Ⅰ型胶原，主要分布于纤维环组织，从外层纤维环至内层纤维环，其含量呈递减分布。Ⅰ型胶原在退变的髓核组织中含量明显增加，考虑为自身修复反应，相对的是，Ⅰ型胶原在正常髓核组织中含量几乎为零。Alini等^{[31]同时使用透明质酸和Ⅰ型胶原形成复合支架后，将牛椎间盘细胞种植于该支架，常规体外复合培养2个月，实验数据证实位于凝胶内的细胞生长情况良好，同时分泌大量细胞外基质成分(如蛋白多糖、Ⅰ型胶原等)。}

Ⅱ型胶原-透明质酸：Huang 等^{[32]将Ⅱ型胶原与透明质酸混合后，通过化学共价键结合硫酸软骨素6构成混合型组织工程髓核支架，然后在该支架上种植兔髓核细胞，4周后分别进行组织形态学观察及扫描电镜观察，结果显示在这个混合支架上存在细胞外基质的广泛沉积，实验数据显示：髓核细胞的生长增殖状况、细胞活力、黏多糖含量、分泌的细胞外基质成分及相关基因的表达均呈上升趋势(兔髓核细胞生成的蛋白聚糖聚合物和Ⅱ型胶原基因呈现高表达趋势)，仅有Ⅰ型胶原基因呈现低表达趋势。}

聚羟基乙酸-透明质酸：Abbushi 等^{[33]用浸入血浆的聚羟基乙酸-透明质酸复合物植入兔椎间盘退变模型。经MRI检测显示，术后第6周实验组T2加权信号强度增加了45%，而对照组只增加了11%。组织学检查结果显示在椎间盘缺损处出现细胞增殖反应，促进了局部组织再生，以上结果提示聚羟基乙酸-透明质酸支架可促进退变椎间盘组织再生、诱导软骨生成，还促进了细胞外基质蛋白合成，这对于椎间盘术后修复是有利的。}

纤维蛋白-透明质酸：Stern等^{[34]观测了纤维蛋白/透明质酸支架与髓核细胞复合培养情况，并同时观测了髓核细胞-藻酸盐支架复合培养的情况，随后对二者进行对比分析，实验数据显示纤维蛋白/透明质酸复合物支架较藻酸盐复合支架效果更好，更有利于髓核细胞生长、增殖、分泌细胞外基质，从而提供了修复退变髓核组织的可能性，可作为髓核细胞体外培养的支架材料。}

苹果酸-聚酯聚合物：Wan等^{[35]构建了苹果酸-聚酯聚合物支架，将该支架与大鼠纤维环细胞复合培养，培养的结果显示大鼠纤维环细胞生长、增殖良好，并且产生了细胞外基质(如Ⅱ型胶原等)。最近Wan等^{[36]选用苹果酸及已获得美国FDA批准并广泛用于组织工程研究的聚已酸内酯三元醇进行聚合，得到一种高分子生物材料-Poly (Polycaprolactone Triol Malate) (PP-CLM)。PP-CLM具有相对其他材料更好的组织相容性及更好的机械强度和可塑性，并且他们利用骨基质明胶与PP-CLM构建了一个双相三维支架，这种支架的特点在于可完全模拟椎间盘纤维环组织结构。经生物力学测试，结果显示骨基质明胶/PP-CLM支架拉伸应力接近动物椎间盘纤维环的生理水平，可达到单独PP-CLM拉伸应力的50倍左右。这是文献中首次报道利用双相生物材料构建椎间盘纤维环组织工程支架的研究，结果令人鼓舞并有巨大的启发作用。}}

支架-细胞因子：这种复合的目的在于避免细胞因子集中释放效应、克服持续时间短的缺点，使细胞因子更好的发挥作用。随着支架降解，可使细胞因子稳定缓释并作用于宿主细胞，目前为达到这一理念，将支架与细胞因子有机结合是当前研究热点。肝磷脂支架与生长因子例如转化生长因子β、骨形态蛋白、血管内皮生长因子等具有结合能力，肝磷脂支架能够隔绝并保护这些生长因子，这种理念具有巨大的吸引力^[37-38]。目前有许多方法用于建立肝磷脂功能性支架^[39]，已发表的结果使人深受鼓舞，在组织工程中肝磷脂功能性支架用途广泛^[40-46]。由肝磷脂和他汀类药物构建的功能性支架，已有文献报道用来促进人类间充质干细胞的成骨分化^[40]。在另一研究中将骨形态蛋白2结合于功能性肝磷脂表面，对鼠间充质干细胞的黏附和分化具有极大的促进作用^[41]。而且，壳聚糖-高碘氧化物-肝磷脂凝胶已被制造出来，而且被证实能够刺激生物活性转化生长因子2的可控性释放^[41]。研究显示生长因子骨形态蛋白2和转化生长因子2对髓核再生是有益的，所以肝磷脂支架可能在组织工程中具有重要的作用，有必要对其进行深入研究。

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引言

腰痛构成了一个可观的流行病学和经济学问题，尽管目前医学的诊断及治疗技术不断进步，但发病仍表现为上升趋势^[1]。在所有疾病中它造成极大的经济负担，在英国每年导致花费120亿英镑^[2]，在美国为1 000亿美元^[3]。尽管引起腰痛的原因有许多，但是一个很明显的原因是与椎间盘的退变密切相关。

椎间盘是脊柱的关节，它们位于椎体之间，与椎体以透明的软骨终板相分离。椎间盘是一个复杂的负荷承受结构，包含有髓核，内侧类凝胶的结构包含有类软骨细胞和纤维环，外侧缘有同轴的层状胶原纤维，它包含有类成纤维细胞^[4-6]。椎间盘是一个无血管的结构。在胎儿期，终板得到良好的血运，通过血管供应营养。终板在出生以后的10-15年中逐渐去血管化，主要通过椎体终板软骨的毛细血管床供应养分^[7-8]。在退变椎间盘中表现出血管供应的改变。在边缘被发现有最佳的氧气浓度，在中心有最高的乳酸盐浓度，在这里是椎间盘中距离血运最远的部分^[8]。

椎间盘随年龄增长经历明显的变化，创伤或疾病导致椎间盘退变。椎间盘在任何时刻都受不同机械力的影响。长时间暴露于重机械压力被认为是导致椎间盘退变的一个因素^[9]。椎间盘的完整依赖于基质合成和退变的恰当平衡。当在基质合成和基质损坏中出现不平衡时，基质构成和组织改变与细胞修复反应是不足的。水合物含量降低，组织逐渐越来越纤维化，失去了有效传导椎体间力的能力，这导致周围纤维环传递更多的负荷，最终出现明显的椎间盘退变性改变。

退变影响椎间盘的所有区域，但是有证据指出在髓核中存在最明显改变，早期退变存在基质的破坏，特别是蛋白聚糖和胶原蛋白都有明显的退化。随着退变的持续，基质长时间的退变导致纤维环的裂隙形成和基质去组织化的不断发展。终板常受创伤性损伤，增生的血管和神经可进入内侧纤维环组织，在退变晚期，可进入髓核组织区域中。椎间盘是大型无血管组织，细胞依赖于营养物质如葡萄糖和氧气从邻近毛细血管向终板软骨的弥散。有证据显示营养供应的下降导致间盘退变，但关于营养缺乏对椎间盘细胞的效应所知甚少^{[7, 10]}。椎间盘的退变速度远比其他组织要快，从而改变了脊柱的力学。这种损伤极难自我修复，退变导致腰部疼痛和脊柱正常生理功能的下降^[6]。

目前椎间盘退变的治疗包括非手术治疗和手术治疗。非手术治疗包括生活方式改变(例如降低体质量，戒烟)，物理康复治疗(例如锻炼，物理治疗如热/ 冷刺激，电刺激，针灸和牵引)及使用止痛药物。当非手术方法不能缓解疼痛时，融合术仍旧是外科的标准疗法。这种治疗创伤巨大，目的在于消除关节位置的活动，从而阻止疼痛。尽管临床上经常应用这种疗法，但是融合术常达不到缓解疼痛的目的，还可能加速邻近椎间盘的退变性改变。全椎间盘人工置换是近来得到应用的一种外科治疗方式，目的在于维持节段的活动性，但它的远期效果尚未得到证实，人工椎间盘结构的磨损对于该治疗的远期效果来说具有挑战性和风险性。考虑到人工椎间盘移植手术有大量的临床禁忌证，以及有可能造成灾难性的并发症，这一方式有效性的证实仍需长期随访得来数据的支持。

比较理想的解决方案是应用组织工程学方法构建符合椎间盘结构与功能的组织工程植入体，在细胞水平延缓或逆转其病理改变，从而实现对退变椎间盘结构的修复和重建，使其功能部分或完全恢复正常，从而达到治疗退行性变椎间盘的目的，但目前还处于研究的初期阶段。毫无疑问的是，组织工程提供了将已退变椎间盘恢复正常功能的一种有前景的方法。

支架材料的选择是构建组织工程椎间盘的3大环节之一，其相关研究尚处于初期阶段。目前对于支架材料和构建方式的选择没有达成一致的意见。支架种类繁多，各有优缺点，毫无疑问，研究开发具有良好性能的支架材料是当前研究的热点和难点之一。文章就椎间盘支架材料的研究进展进行综述。

材料方法

讨论

椎间盘组织工程提供了治疗人间盘退变的美好前景，但距离临床应用仍很遥远。至今大部分体内实验数据都是从鼠、兔及犬类模型获得的，因为较容易操作和获得，但在这些动物中脊索细胞在椎间盘中具有全过程发展为髓核细胞的潜能，在人类椎间盘脊索细胞仅存在于胚胎发育期，在出生后段时间即消失。应该重视人类与动物的差别，这些动物无直立行走功能，椎间盘受力与人类不同，两者退变过程不一致。造模还是不能精确模拟人类椎间盘退变的过程，从而影响对退变机制的认知。目前椎间盘组织工程学正处于初试研究阶段，髓核细胞、纤维环细胞生长过慢，如何获取足够的椎间盘细胞仍是一个亟待解决的问题，而且支架材料在模拟人体内的生物力学环境这一点上仍存在巨大困难。当前椎间盘组织工程学实验数据绝大部分来自于动物实验，鲜见人体实验的报道，这项技术的临床实用效果充满了不确定性。目前椎间盘组织工程研究的热点和难点之一在于研究开发具有良好性能的支架材料。随材料科学的不断发展，材料向纳米级水平发展，其生物、理化、力学等性能的提升是研究发展的一个必然趋势，另外，利用仿生学原理，在模拟人椎间盘组织的过程中对支架材料进行改进同样是一个发展趋势；此外，可注射型支架同样是另一个研究热点，原因在于它可在外科干预后或微创操作时注入已退变的髓核组织，从而达到修复髓核的目的，可注射型支架材料的选择范围主要集中在壳聚糖、Ⅱ型胶原、透明质酸、纤维蛋白、弹性蛋白、藻酸盐身上，目前将壳聚糖作为支架的研究相对较多。总而言之，椎间盘组织工程学的发展，为修复已退变的椎间盘，使其恢复生理功能，从而彻底治疗椎间盘退变性疾病带来了希望和光明前景。