多肽自组装支架材料的研究进展.doc

多肽自组装支架材料的研究进展 宋玉林郑启新 【摘要】多肽自组装构建神经组织工程支架材料用以恢货神经组织的解剖纟 伤提供一种可行的治疗方法，对多肽自组装支架材料的研究现状进行综述。 【关键词】自组装；神经组织工程；支架材料 中图分类号:R318.O8 文献标识码:A 文章编号：1673-4181 (2007 )05- Research advance on self-assembling polypeptide scaffolds SONG Yu-lin , ZHEt Orthopaedics , Union Hospital, Tongfi Medical college of Huazhong University cf Science — ■一…—, ” 430022, China [Abstract] Poly|eptidc can be fabricated into nerve tissue engineering scuiffbhk by 讯]f?aftsemhling methods Such scaffolds are used to restore the anatomic structure of nerve. This technique provided a feasible therapy for central nervous system injury? This article reviewed the research status self-assembling polypeptide scaflolds. [Key words] self-assembly ; nerve tissue engineering (NTE); scaffolds 0引言 神经组织工程包括三要素:①支架材料;②种 子细胞，如雪旺氏细胞(schwann cells,SCs)和神经 「细胞(neural stem cells,NSCs)等;③各种细胞因T 或生长因子及信号肽。支架材料主要恢复神经的三 维结构，为各种神经细胞的黏附、生长及细胞外基 质的沉积提供足够大的表面积及空间,对神经细胞 起支撑、诱导及营养作用,有利于血管的长入。 现有用于神经组织工程的支架材料有两类:① 无机材料,其机械强度过高，粘弹性差，生物降解困 难,很少用于神经组织工程;②有机高分子材料,其 降解后生物利用度低，或降解产物对生物体有害等 缺点，主要用于制作周围神经的导管。以上两类材 料本身固有的缺点限制它们在中枢神经组织工程 (nerve tissue engineering, NTE)中的应用。 多肽在液体环境中有三种状态：可溶性液态、 溶解性差的沉淀物及胶体状物质。自组装技术运用 于多肽，在水相离子环境中或生理盐溶液触发形成 三维支架材料凝胶，它具有以下优点:①粘弹性好, 与脑及脊魅组织有相近的压缩模量(compressive modulus);②易于运输,可以通过注射技术运送到靶 位点;③降解性好及生物利用度高，降解产物为氨 基金项目：国家自然科学墓金资助项目 作者单位：430022武汉，华中科技大学同济医学院附属协和医 院骨科 通讯作者:郑启新?430022( E-mail: zheng.qx@21 ) 基酸单体，作为生物体营养物质的来源;④很少引 起毒副反应及免疫反应。使多肽自组装凝胶成为一 种新型的组织工程支架材料。 1多肽周围的环境对自组装影响 多肽分子自组装由以下几种力起作用叫①分 子内可逆共价键形成,如核酸分子内部形成的二硫 键;②无机金属与配体结合，如有机金属复合物中 的锌脂结构;③氢键,如核酸中碱基对氨基与氢基 配对(蛋白质分子中);④静电相互作用(含电荷), 如蛋白质分子中盐桥作用;⑤静电相互作用(含偶 极子)，如:crystalline IC6H4CN;⑥疏水的相互作用, 如脂质双分子层、蛋白质中疏水核心;?Aromatic it- stacking及电荷转移，如核酸分子、J■聚集(J-aggre? gates)；⑧Van der Waals 作用，如:n-alkane crystals、 urea inclusion complexes。 Caplan等囚比较不同的阴离子的价数对多肽自 组装形成凝胶的凝固浓度的影响,为此合成多肽序 列:n-FKFEFKFEFKFE-c (KFE) I2o 低 pH 值条件下, 在KClK^O。及KsFc (CNh的三种盐溶液中， (KFE)12有不同的临界凝固浓度，凝固浓度决于阴 离子的价数。 Daniel等哈成多肽CpA,比较在不同情况下的 自组装:①不同电解质溶液中，在相同温度条件下 代,CpA肽在0.75 moI/L (NHJ^ 溶液中形成的 自