关于脱细胞生物支架的研究与思考
关于脱细胞生物支架的研究与思考
来源：医学综述 作者：范志强;刘雯恩
发布于：2020-04-24 共5276 字
细胞生物学课程论文（优选范文 8篇）之第八篇
摘要：在使用脱细胞方法去除组织器官中的细胞成分后, 通常仅保留细胞外基质, 以此来获
得脱细胞生物支架。脱细胞生物支架在组织工程领域有广泛研究, 应用于多种组织与器官并取
得了良好的效果。脱细胞方法多种多样, 在单独使用其中一种方法难以得到好的脱细胞效果时,
可将多种方法结合使用以得到较好的脱细胞效果, 但也要注意根据不同组织的特点选择合适的
脱细胞方法。获得脱细胞支架后可通过组织学染色等方法检测脱细胞效果及生物相容性等情
况。
关键词：脱细胞,细胞外基质,细胞生物学
生物支架的定义尚不统一，主要有以下几种类型: (1) 由细胞外基质 (extracellular matrix, ECM)
等生物衍生蛋白所制成的生物衍生支架，如胶原、层粘连蛋白、糖胺聚糖等,(2) 具有组织黏附
性和某些生理活性的功能性生物模拟支架，是采用工程学方法再现生物环境的支架,(3) 人体或
动物组织去除细胞成分只留下 ECM 的脱细胞生物支架。脱细胞生物支架是指从人或动物组织
中除去具有免疫原性的细胞成分，以形成仅保留 ECM 的动物组织衍生的支架[1]。脱细胞组织
是由天然 ECM 得到的，在植入体内后，能够随时间的延长逐渐被患者自身的组织所取代，状
态良好时还会随患者患处组织的生长而生长。在调节生物物理刺激，生物化学和分子信号以及
空间结构方面天然 ECM 发挥重要作用。细胞和 ECM 之间的相互作用被认为是动态互益的过
程，决定细胞生长情况并触发细胞从增殖到组织结构形成的转变[2]。脱细胞生物支架在多种组
织、器官中都有应用。脱细胞的方法主要分为物理法、化学法和酶法，不同的脱细胞方法脱细
胞效果不同，对 ECM 的影响也不同。通过脱细胞处理后所获得的脱细胞生物支架已经被广泛
应用于组织器官重建。现对脱细胞生物支架的研究进展进行综述。
1 脱细胞生物支架的研究和应用
目前已有来自各种组织的脱细胞生物支架得以研究和应用。Song 和Ott[2]提出:脱细胞生物支架
可作为组织工程学的构建基础，相比合成材料有更大的优势。脱细胞生物支架维持了天然的生
物学结构，并且使部分生物学功能得以保留，已成为最具潜力及可行性的产品与成果转化热点
[3,4]。脱细胞生物支架在心脏瓣膜、真皮、血管、肝脏等组织器官中均已应用，见表 1。
2 脱细胞方法
2.1 去细胞化的基本原理
去细胞化的目的是有效去除所有细胞成分，同时尽量减少任何不利影响，保留有生物活性和机
械完整性的 ECM。无效的去细胞化与炎症反应有关，可减缓或完全抑制建设性重塑结局[27]。
无论哪种脱细胞方法都能破坏 ECM 的结构和组成。组织去细胞化的目的是彻底去除细胞和细
胞残余物，同时尽可能保留天然 ECM 的三维超微结构和组成。由于组织特异性因素如细胞密
度、基质密度和包括组织厚度和形状在内的几何因素，组织和器官中脱细胞化的最佳方法各不
相同。因细胞残留物无法完全去除，脱细胞过程可能会对基质造成一些破坏[28]。
从组织中去除细胞的效果取决于组织的来源和所使用的脱细胞方法。每种方法都会影响剩余
ECM 的生物化学组成、组织超微结构和机械性能，进而影响机体对材料的反应。
常用的脱细胞方法有物理法 (冻融、加压、超声等) 、化学法 (酸、碱、低渗及高渗溶液、非离
子型除垢剂、离子型除垢剂、两性离子型除垢剂、金属离子螯合剂等) 、酶法 (核酸酶、胰蛋白
酶、脂肪酶等) 以及上述方法的联合使用[29]。
2.2 物理法
2.2.1 冻融循环
细胞在经过反复多次冻融循环后可被裂解，在不影响 ECM 超微结构的同时也不会减少 ECM 中
的蛋白成分[30]，使用该方法时可加入冷冻保护剂，如 5%的海藻糖。郑幸龙等[11]在制备脱细
胞支架时，将组织在-80℃环境下冷冻 24 h 后解冻，反复冻融 2～3次，然后再结合化学法灌注
来完成脱细胞。彭章松等[31]为了制备高质量的脂肪脱细胞基质，将脂肪置于液氮冷冻，后经
37℃水浴加热融化，反复 5次;离心后去除上层油脂，后将下层脂肪置于匀浆机，经 20 000
r/min 匀浆处理 1 min，然后再用胰酶消化液处理。可见，冻融循环常作为辅助方法用以脱细
胞。
2.2.2 压力法
超高压方法可以有效去除血管等组织中的细胞，并具有灭菌效果[31]。在脱细胞过程中可以在
组织上施加一系列梯度压力，以提高将细胞裂解剂递送到组织中的速度和效率，并使细胞碎片
从组织脱离。Yoshihide 等[32]在对猪角膜进行脱细胞处理时利用了高静压技术，在有效去除细
胞同时也保持了胶原纤维的排列结构。在低温环境中，高压能够保持胶原纤维聚集排列，并减
少糖胺聚糖的损失。此外，使用该技术可不另添加除垢剂，无细胞毒性。然而该技术所需的设
备昂贵，制备成本高，限制了其应用和发展[33]。
2.2.3 机械振荡法
该法为常用脱细胞方法，即将组织浸入化学除垢剂或酶溶液中，然后通过振荡产生的能量破坏
细胞，将细胞从基膜分离除去，但直接的机械力量也可能会造成ECM 超微结构的损坏[34]。使
用机械振荡也可视为化学法的辅助手段，用来加快脱细胞的速度和达到更好的脱细胞效果。以
角膜为例，将其置于除垢剂或酶溶液中，施加机械振荡，使除垢剂或酶与角膜基质充分接触，
机械振荡本身也具有脱细胞作用，因此可以获得更好的脱细胞效果[35]。
2.2.4 超临界流体法
超临界流体的低黏度和高通量特性可作为简单的脱细胞方案。使用惰性物质 (如二氧化碳) 去除
细胞的超临界脱细胞化能最小限度改变ECM 机械性能。此外，脱细胞后可以在干燥条件下获
得组织，因此不需要冻干。二氧化碳在适中条件下(温度 32℃，压力7.4 MPa) 形成临界流体，
并且已经显示在置于乙醇溶液中仅 15 min 就能从主动脉组织中有效除去细胞[36]。超临界流体
在其他组织去细胞化中的广泛适用性仍有待确定。
仅使用物理法脱细胞效果有限，一般作为辅助方法与化学法或酶法联合使用[37]。
2.3 化学法
标签： #支架
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关于脱细胞生物支架的研究与思考来源：医学综述作者：范志强;刘雯恩发布于：2020-04-24共5276字 细胞生物学课程论文（优选范文8篇）之第八篇 摘要：在使用脱细胞方法去除组织器官中的细胞成分后,通常仅保留细胞外基质,以此来获得脱细胞生物支架。脱细胞生物支架在组织工程领域有广泛研究,应用于多种组织与器官并取得了良好的效果。脱细胞方法多种多样,在单独使用其中一种方法难以得到好的脱细胞效果时,可将多种方法结合使用以得到较好的脱细胞效果,但也要注意根据不同组织的特点选择合适的脱细胞方法。获得脱细胞支架后可通过组织学染色等方法检测脱细胞效果及生物相容性等情况。 关键词：脱细胞,细胞外基质,细...
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