生物支架与巨噬细胞在骨再生中的相互影响及应用

杨怡天; 王璐; 姚蔚; 赵彬

摘要：背景:近年来通过生物支架材料修复组织缺损的方式被学者们广泛关注,作为外来植入物植入体内后引发的机体炎症反应对材料与组织的整合过程至关重要,其中巨噬细胞是炎症反应的重要参与者与调节者.因此了解生物支架与巨噬细胞之间的相互影响十分必要,将对今后设计新型支架材料具有重要的指导意义.目的:对生物支架与巨噬细胞之间的相互作用以及二者之间动态平衡的调控相关研究进行综述.方法:利用PubMed、Web of Science和中国知网数据库检索1971-2021年发表的相关文献.英文检索词:"macrophage polarization,M2,foreign body,tissue engineering,scaffolds,mediation,bone,degradation";中文检索词:"巨噬细胞极化、M2、异物反应、组织工程、支架、调控、骨、降解".对筛选出该领域最新研究进展的76篇文献进行归纳分析.结果与结论:①免疫反应在组织再生与修复中发挥不可或缺的作用.②巨噬细胞是炎性反应的重要调节剂,它会根据不同微环境刺激极化为如促炎型或抗炎型等不同表型.一方面在炎性反应的不同阶段巨噬细胞极化的失调都将阻碍生物支架材料的整合与组织修复;促炎型巨噬细胞在生物材料植入早期的高度表达有助于材料的整合,而在炎症后期生物材料行使功能的过程中,促炎型巨噬细胞的持续高表达会阻碍新骨形成.另一方面,生物支架材料的性质(组成成分、硬度、粗糙度、表面几何形状、亲水性等)会影响巨噬细胞极化方向,如调节支架表面形貌可以在不改变支架理想理化性能的基础上,有效促进巨噬细胞向抗炎表型的巨噬细胞极化,促进组织修复.③目前,通过改变支架组成成分、制备方法、调节物理化学性能等可影响生物支架与巨噬细胞的相互作用,但如何高效并按照应用需求调控这一动态平衡,仍是今后重点关注的方向,尤其是如何将体外基础研究的理想结果成功转化到体内实际运用方面还在进一步探索.