材料科学的发展是组织工程的必要条件，也是组织工程学研究的一个重点内容。适用于做组织工程的支架材料应具有：①良好的生物相容性；②可制备成三维立体结构的支架材料，具有多孔性和高孔隙率，内表面积大，既有利于细胞的贴附和长入，又有利于营养成份的渗入和代谢产物的排出；③生物可降解性：材料应是可被吸收的，在组织形成过程中逐渐分解，而不影响新生组织的结构和功能；④良好的表面活性：有利于细胞贴附，并为细胞在其表面生长、增殖和分泌基质提供良好的微环境。⑤可塑性：便于加工成所需的形状，并有一定的机械强度，在植入体内后的一定时间内仍可保持其形状，从而使新形成的组织具有所需的外形等。
　　关于细胞载体或细胞外基质的来源可分为人工合成的高分子聚合物和天然生物材料两大类；按其物理性状又可分为固体和液体材料两类。随着材料科学的进展，人们已能生产出生物相容的和生物降解的材料，一些有机高分子聚合物如聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)及二者的共聚物(PLGA)和氯化乙烯聚丙烯腈（polyacrylonitrile-polyvinyl chloride）等能基本上满足上述对材料特性的要求，可制备成非编织的缝线状、无纺网或泡沫状。Mikos等应用层压技术将PLA及PGA制备成具有一定形状的三维立体聚合物泡沫，层压的各层微孔彼此相通，构成了连续孔状结构。这些都有利于细胞的长入、生存和增殖〔2〕。目前已能控制这些材料的性质，如强度、降解性、微结构、渗透性和加工性等。材料的吸收率可以通过改变共聚单体的相关比率来控制，降解时间可以从数日到数年之久。材料的力学性能也可以通过孔径、孔隙率及相对分子质量而加以调整。它们在体内以水解的方式降解并产生天然的中间代谢产物。PLA可被逐渐降解为水和二氧化碳，随尿和呼吸排出体外。
　　天然的细胞载体是从人或动组织中提取的如胶原、骨基质明胶、珊瑚及羟基磷灰石等。液体细胞载体主要有藻酸盐水凝胶，它在室温时呈胶胨状，而在4 ℃时呈水溶液状，可利用此特性将其与细胞混合后注射到体内，形成相应的组织。也可以通过导管或内窥镜系统进行传输。

2　组织工程研究现状

2.1　软骨的组织工程
　　软骨组织是组织工程学研究最多的组织。软骨只含有一种细胞-软骨细胞，它易于分离、生存和培养。Green（1977年）曾将分离的软骨细胞移植于去钙的骨骼支架中，以复制软骨，未能成功〔3〕。提示人们有必要研制一种细胞传送装置，才能使移植细胞得以成活和繁殖。Vacanti〔4〕（1988年）应用生物相容性好、并有生物降解性能的合成材料作为细胞外基质，结合细胞分离和组织培养技术，终于在裸鼠的皮下组织中，形成了新的软骨组织。Vacanti〔5〕（1991）将牛的肩关节软骨细胞接种在非编织的可降解缝线上，植入裸鼠体内，形成了新的透明软骨。1992年Vacanti等曾将软骨细胞接种到一些特定形态的聚合物支架上并植入体内，结果形成了与聚合物支架大小和形态相似的软骨。兔软骨细胞－生物降解聚合物的体外培养、移植于裸鼠皮下的软骨形成及修复异种兔骨关节面软骨缺损，被Vacanti，Freed〔6，7〕(1994)等人的实验证明是可行的。Vacanti（1994）在裸鼠体内成功地形成了衬有纤毛柱状上皮的管状软骨复合组织，并进行了气管替代动物实验研究。Paige(1995)将含钙藻酸盐水凝胶与软骨细胞混合后注射到裸鼠皮下组织中，形成了新的软骨组织。我国学者曹谊林 〔8〕(1997)在人3岁外耳形状的支架材料上接种软骨细胞，经体外培养后植入裸鼠背部皮下，成功地再造了有精细三维结构人耳廓外形的软骨，获全美整形外科协会颁发的最高荣誉—James Barrett Brown奖。刘彦春（1999）等将以卵磷脂、多聚赖氨酸及聚乳酸共同修饰的聚羟基乙酸支架与软骨细胞体外培养，并将细胞支架复合物回植到有免疫力的动物兔体内，观察软骨的生成，并进行组织学及超微结构评价。结果基质产生旺盛，体内回植后软骨生成良好，实验表明，在有免疫力的动物体内可生成组织工程化软骨。最近，德国慕尼黑大学头颈外科医院也在体外成功地构建人耳软骨和鼻软骨。软骨细胞培养，作为组织工程第一种获得成功的组织，给未来组织和器官的重建带来了令人向往的前景。

责任编辑：姚红祥