近期，武漢大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院孟柳燕教授和加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)沈雅教授在科愛創(chuàng)辦的期刊Bioactive Materials上聯(lián)合發(fā)表綜述文章：本綜述討論了支架材料的類型，物理、化學(xué)和生物學(xué)等特性，以及支架攜帶的成分和降解產(chǎn)物在細(xì)胞-支架相互作用中的影響。此外，對(duì)細(xì)胞類型、粘附機(jī)制和細(xì)胞外基質(zhì)等在此過程中發(fā)揮的作用，以及工程化組織或器官的最新研究進(jìn)展也進(jìn)行了詳細(xì)闡述。最后，文章指出對(duì)細(xì)胞-支架相互作用的深入理解將有助于推動(dòng)組織工程和再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。
近幾十年來，組織工程作為傳統(tǒng)生物材料的新替代品被廣泛用于重建口腔顱頜面區(qū)域的組織和器官。它旨在應(yīng)用生物學(xué)和工程學(xué)的原理來研究和開發(fā)用于恢復(fù)、維持、改善和替代組織的生物替代品。支架與細(xì)胞是組織工程中最重要的組成部分，但關(guān)于兩者的相互作用卻草蛇灰線于諸多研究中，因此，本綜述旨在系統(tǒng)討論在口腔顱頜面組織工程中的細(xì)胞-支架相互作用。
支架作為組織工程不可或缺的一部分，在促進(jìn)細(xì)胞-支架相互作用、細(xì)胞粘附和細(xì)胞外基質(zhì)沉積方面具有多種用途。支架還能夠運(yùn)輸營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、廢物和調(diào)節(jié)信號(hào)，以允許細(xì)胞增殖和分化，并引發(fā)最小的炎癥或細(xì)胞毒性。在某些培養(yǎng)條件下，支架可以以可控的速度降解。其與細(xì)胞相互作用的降解分子或離子也值得研究。支架材料在體內(nèi)發(fā)揮作用時(shí)，主要與生長(zhǎng)因子和干細(xì)胞結(jié)合。其中，應(yīng)用生物活性和可生物降解的無機(jī)或聚合物支架可以促進(jìn)修復(fù)受損的組織。
細(xì)胞可以分泌各種細(xì)胞因子和細(xì)胞外基質(zhì)，最終形成相應(yīng)的組織或器官，以修復(fù)傷口、重建功能。傳統(tǒng)的TE利用細(xì)胞來在支架材料上增殖、分化，從而逐漸生成新的組織。從理論上講，細(xì)胞一般需要細(xì)胞外基質(zhì)的輔助，但有些情況下也可以在沒有細(xì)胞外基質(zhì)的情況下應(yīng)用。適當(dāng)?shù)奈h(huán)境可以促進(jìn)細(xì)胞粘附、增殖、分化和與周圍組織的融合。
圖1. 傳統(tǒng)支架組織工程 (A)、無細(xì)胞組織工程 (B)和無支架組織工程 (C)示意圖。
本綜述還歸納了細(xì)胞與支架相互作用在口腔顱頜面區(qū)域，如牙齒、骨骼、軟骨、皮膚、粘膜、肌肉和血管等的相關(guān)研究的最新進(jìn)展，強(qiáng)調(diào)了一些新技術(shù)，如快速成型、生物墨水、類器官等在組織工程中的應(yīng)用。
圖2. 傳統(tǒng)TE在口腔和顱頜面區(qū)域應(yīng)用的示意圖。
最后，作者指出，組織工程對(duì)于口腔顱頜面區(qū)域的臨床應(yīng)用至關(guān)重要，因?yàn)榻M織工程技術(shù)的最終目標(biāo)是發(fā)展再生醫(yī)學(xué)。因此，我們還需要進(jìn)行更多精心設(shè)計(jì)的臨床試驗(yàn)，以1)進(jìn)一步確認(rèn)體外和體內(nèi)研究；2) 確定與臨床的相關(guān)性；3)與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行綜合比較；4) 規(guī)范化地進(jìn)行試驗(yàn)。此外，應(yīng)考慮延長(zhǎng)隨訪時(shí)間以確認(rèn)組織工程在臨床上的治療效果。
原文信息：Wang, Fushi, Cai, Xinjie, Shen Ya*, Meng Liuyan*.
Cell–scaffold interactions in tissue engineering for oral and craniofacial reconstruction.
Bioactive Materials, 23 (2023) 16-44.
