目前常用的支架材料有丝素蛋白、胶原蛋白、透明质酸、壳聚糖、明胶等,本实验选取的丝素蛋白是从蚕丝中提取的高分子纤维蛋白,它来源丰富,有良好的生物相容性、柔韧性、透气性和机械性,抗微生物,可缓慢生物降解,可加工成多种形式,且吸湿、保湿。另有研究发现,在丝素蛋白支架上接种的ADSCs贴壁良好,增殖活跃,约14天细胞便可充满支架孔隙,扫描电镜见基质分泌。表明丝素对ADSCs有良好吸附作用,可维持ADSCs的正常形态和功能。丝素蛋白性质可通过调节β-折叠含量而提高机械强度、减缓降解速率、保持结构特征。由于它来源广、易获取,再加上良好的细胞粘附性及韧性,成为了组织工程的常选材料,也常用于复合支架研究。而胶原是研究最多的材料之一,由成纤维细胞产生并广泛存在人体结缔组织中,是细胞的框架结构。有28种分型,均由3条α链组成三螺旋结构。其降解产物毒性小,生物相容性、机械剪切力、交联性能良好,抗原性低,较少引起炎症和细胞毒性反应,获取方法多。但吸水后机械和结构稳定性差,机械拉伸力逐渐降低,可引起疾病传播或过敏反应。通过对胶原表面改性或改变浓度,或混合其他天然及合成聚合物,可改善机械强度、渗透率、压缩模量及抗张强度;也可添加不同交联剂改变降解速度,增强力学性能;且Willard等人发现从植物中提取胶原可降低疾病传播风险及过敏反应。胶原还可参与组织修复,已逐渐在烧伤、美容领域中得到应用,胶原的不同性能表现出对不同组织的适用性,使其得到了广泛应用。
冷冻干燥法、3D打印。鉴于3D打印技术迅速发展,利用该技术制备支架成为可能。它是通过计算机辅助设计软件及3D打印机将塑料、金属、陶瓷、粉末、液体、活体细胞层转化为三维实体,3D打印可以克服传统支架制造方法在形态和工艺一致性方面的限制;另外,3D打印支架在生物性能方面也有很大改善。该方法制备的支架孔径、孔隙率、空间结构可能更符合组织要求,成为研究热潮。
本研究通过使用3D打印方法制备三维多孔的丝素蛋白-胶原支架,了解该方法制备的支架的孔径、孔隙率、吸水溶胀率、力学性能及生物相容性,并通过动物体内实验检测支架降解性能及体内成脂情况,了解3D打印支架与传统方法制备的支架在脂肪组织工程应用上的区别。