基于生物材料的多模态组织工程策略

作     者：杨嘉 王秀梅 YANG Jia;WANG Xiumei

作者机构：清华大学材料学院再生医学与仿生材料研究所北京100084 

出 版 物：《中国材料进展》 (Materials China)

年 卷 期：2023年第42卷第7期

页      面：525-533,573,574页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(32271414,31771056) 清华精准医学研究项目(2022TS001) “十三五”重点研发计划项目(2018YFB0704304) 

主　　题：生物材料 多模态组织工程 细胞调控信号 再生微环境 组织再生 

摘      要：作为组织工程三要素之一,生物材料在组织工程和再生医学中的重要作用备受关注。生物材料不仅仅是支撑结构以及细胞和生长因子的递送载体,同时可构建适宜的“再生微环境,调控干细胞、免疫细胞、组织特异性细胞的细胞行为并激活组织再生潜能。此外,生物材料所具备的本征理化特性、生物活性,以及传递的外源刺激等不同模态的材料学信号均可调控细胞行为,激活基因表达,进而诱导组织再生。近年来,基于仿生设计原则,解码天然细胞外基质的材料学信号并揭示它对于细胞行为的调控作用和分子机制,指导多功能生物材料设计,诱导组织再生修复,已成为组织工程和再生医学研究的共性科学问题。因此,基于组织工程和再生医学策略中生物材料的重要地位,提出了一种基于生物材料的多模态组织工程策略,即设计开发“All-in-One的多功能生物材料递送多模态的细胞调控信号,协同调控细胞命运,诱导组织再生修复。在此基础上,综合阐述了生物材料负载的材料学信号对于细胞行为的调控作用,并以神经组织工程为例介绍基于生物材料的多模态策略内涵,最后对该策略的前景和挑战进行了展望。