支架材料在人工皮膚的構(gòu)建中起關(guān)鍵作用，按化學(xué)性質(zhì)可分為合成類和生物類。前者主要研究通過表面仿生技術(shù)開發(fā)具有生物活性的聚酯類支架材料；后者主要研究用交聯(lián)或與聚合物膜復(fù)合的方法來提高膠原的力學(xué)性能，用化學(xué)方法對殼聚糖進行改性，提高脫細(xì)胞真皮基質(zhì)的滲透性和血管化速度。新的研究重點為：支架材料表面與細(xì)胞的相互作用機理、制備結(jié)構(gòu)仿生支架材料及復(fù)合型支架材料。
關(guān)鍵詞：皮膚組織工程；支架材料；聚酯；殼聚糖；膠原

隨著組織工程二十幾年的發(fā)展，第三代生物材料的設(shè)計已經(jīng)逐漸成為研究主流，即從分子水平上控制材料與細(xì)胞間的相互作用，從而引發(fā)特異性細(xì)胞反應(yīng)[1]。皮膚組織工程支架材料的研究及其優(yōu)選是人工皮膚的重要研究內(nèi)容之一，按化學(xué)性質(zhì)可將其分為合成類與生物類，它們各有優(yōu)缺點，現(xiàn)分別綜述其研究現(xiàn)狀及其發(fā)展并提出其新的研究重點。
2 合成類皮膚組織工程支架材料
目前，合成類支架材料中主要是聚交酯、聚內(nèi)酯、聚羥基烷酸酯、聚碳酸酯類等聚酯類支架材料，其中聚乳酸（PLA）、聚L乳酸（PLLA）、聚羥基乙酸（PGA）、乳酸和乙醇酸的共聚物（PLGA）是研究的熱點，并已被美國FDA批準(zhǔn)用于人工皮膚中[2]。Nam等人以碳酸氫銨為致孔劑制備出了高孔隙率的PLLA多孔海綿支架，其內(nèi)部的貫穿孔平均尺寸約為200μm左右。他們還以二噁烷/水溶劑體系調(diào)控?zé)嵴T發(fā)相分離的各種參數(shù)制備出不同孔徑的PLLA、PLGA、PDLLA等支架材料[3]。美國Advanced Tissue Science公司以聚乳酸為支架材料，在其中培養(yǎng)新生兒包皮分離的成纖維細(xì)胞形成活性人工真皮TransCyte,并已經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于2~3度燒傷[4]。國內(nèi)，王新文等人在多孔聚乳酸海綿中接種皮膚成纖維細(xì)胞構(gòu)建組織工程真皮，觀察細(xì)胞在材料上的生長、增殖及分泌情況，實驗證明聚乳酸能支持皮膚成纖維細(xì)胞正常的生理代謝和分泌[5]。王身國等人通過分子設(shè)計，采用一定比例的乳酸（或丙交酯）與乙交酯、已內(nèi)酯進行無規(guī)或嵌段共聚，合成了聚乙交酯－丙交酯（PLGA）、聚丙交酯－已內(nèi)酯－聚乙二醇（PCLE）等聚酯類支架材料，經(jīng)本體和表面改性后其細(xì)胞親和性明顯提高[6]。
合成支架材料抗張強度高、降解速率和微結(jié)構(gòu)容易在合成過程中控制，而且容易大規(guī)模生產(chǎn)，但其最大的缺點是缺乏細(xì)胞識別信號，不利于細(xì)胞粘附及特異基因的激活。隨著人們對細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)相互作用的認(rèn)識，人們已經(jīng)認(rèn)識到整連蛋白在細(xì)胞與支架材料的粘附與遷移、細(xì)胞的生死和形貌等方面中起重要作用[7]。合成類支架材料新的研究方向是通過生物材料的表面仿生工程技術(shù)實現(xiàn)增強其細(xì)胞表面活性。如用一定的方法將細(xì)胞膜表面受體的特異識別位點(甘氨酸-精氨酸-天冬氨酸序列)即RGD序列接枝到合成材料表面，以增加合成支架材料表面的細(xì)胞生物活性[8]。
3 生物類皮膚組織工程支架材料
膠原凝膠和膠原海綿是經(jīng)典的人工皮膚支架材料，但它們的缺點就是力學(xué)性能差。美國Integra Life Science公司開發(fā)的人工皮膚產(chǎn)品Integra 的下層是2mm厚的牛膠原和氨基多糖多孔膜，上層是0.22mm厚的有機硅橡膠膜。這種產(chǎn)品已經(jīng)在3度或更重的燒傷治療中得到廣泛的臨床試驗，它能夠明顯縮短創(chuàng)面的愈合時間[9]。Organogenesis 公司研制的人工皮膚Apligraf是以牛肌腱膠原提取的膠原蛋白為支架材料，其中培養(yǎng)了成纖維細(xì)胞，它是具有雙層結(jié)構(gòu)的人工皮膚，但缺點是力學(xué)性能差，不易于手術(shù)操作[10]。國內(nèi)，楊珺等人用新鮮豬皮提取的膠原與硫酸軟骨素混合，經(jīng)真空干燥方法制備膠原海綿膜片，并以此為支架材料進行了表皮細(xì)胞的體外培養(yǎng)實驗，結(jié)果顯示人表皮細(xì)胞可以在此種膠原海綿支架材料上生長、增殖和融合成片[11]。人們對膠原膜的研究重點主要在用交聯(lián)或與聚合物膜復(fù)合的方法來提高它的力學(xué)性能，最近Sang Bong Lee等制備了含β-葡聚糖的膠原海綿，用1-乙基-3-（3-二甲氨基丙基）碳二亞胺交聯(lián)，并研究了它對成纖維細(xì)胞與表皮細(xì)胞生長情況的影響[12]。S.Suzuki等人將一層硅膠附在一層膠原海綿上制備的人工皮膚，厚度只有0.2mm就能達到較高的機械強度，且手術(shù)后引起的皮膚收縮較小。