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軟骨組織工程軟骨組織自我修復(fù)能力差，較大軟骨缺損的修復(fù)仍然是臨床難題，軟骨組織工程提供了一種解決方法。作為軟骨組織工程支架的首要因素要能較好地滿(mǎn)足軟骨細(xì)胞的黏附。絲素蛋白力學(xué)強(qiáng)度良好、來(lái)源豐富、蠶絲蛋白支架對(duì)軟骨細(xì)胞吸附作用良好，并可維持其正常形態(tài)和功能，適合軟骨細(xì)胞體培養(yǎng)，逐漸成為軟骨組織工程的一種候選支架材料。由于軟骨組織工程中需要生長(zhǎng)因子對(duì)細(xì)胞增殖分化進(jìn)行調(diào)節(jié)，為了更深入地研究這種支架上軟骨細(xì)胞的分化潛力，仍然需要進(jìn)一步的理論探討和載體研究。

肌腱與韌帶組織工程臨床上肌腱和韌帶損傷或缺損很常見(jiàn)，傳統(tǒng)的外科手術(shù)采用自體或人造韌帶及肌腱，但不能可靠地恢復(fù)其功能。絲素蛋白的力學(xué)性能和肌腱接近，蠶絲材料對(duì)肌腱細(xì)胞吸附性好、降解緩慢、抗拉性能優(yōu)越，具有治療肌腱缺損的可能性。

椎間盤(pán)組織工程目前對(duì)于椎間盤(pán)突出引起的纖維環(huán)損傷沒(méi)有理想的治療方法，一些學(xué)者嘗試?yán)眯Q絲絲素蛋白來(lái)制備組織工程纖維環(huán)用于修復(fù)受損的纖維環(huán)，發(fā)現(xiàn)絲素蛋白支架適合纖維環(huán)細(xì)胞生長(zhǎng)，且進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)水流條件和支架孔徑大小會(huì)影響組織工程纖維環(huán)的形成，提示可以通過(guò)相應(yīng)地改進(jìn)提高纖維環(huán)細(xì)胞在絲素蛋白支架中的生長(zhǎng)情況，為組織工程纖維環(huán)的發(fā)展帶來(lái)了新方向。

人工皮膚領(lǐng)域的應(yīng)用研究我國(guó)每年因燒傷需進(jìn)行皮膚移植的患者達(dá)百萬(wàn)以上，但目前治療深Ⅱ度和Ⅲ度燒傷的主要方法依然是自體皮膚移植，突出的問(wèn)題是大面積燒傷時(shí)供皮區(qū)不足。絲素蛋白人工皮膚解決了異體（異種）基質(zhì)病毒的影響和疾病的傳播問(wèn)題，且其原材料提純簡(jiǎn)便、來(lái)源豐富，多孔絲素膜的制備中避免了復(fù)雜、繁瑣的合成工藝，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，制造成本低。絲蛋白人工皮膚無(wú)致敏性、細(xì)胞毒性和刺激性，具有良好的生物相容性。其降解產(chǎn)物無(wú)毒性和不良反應(yīng)，其制作的人工皮膚材料有良好的透氣、透水性，且對(duì)自體皮膚的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，絲蛋白人工皮膚是一種良好的永久性皮膚替代物，適用于深度燒傷創(chuàng)面。有學(xué)者制備了用于創(chuàng)面覆蓋的絲素薄膜并與新鮮豬皮在兔身上做對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果顯示，絲素膜的各項(xiàng)性能優(yōu)于豬皮。應(yīng)用絲素蛋白制造的人造皮膚已應(yīng)用于燒傷的臨床治療，有良好的應(yīng)用性能。而且絲素膜在消毒、剪裁與保存方面也比較方便，因此，是較為理想的外科修復(fù)材料。

人造血管抗凝血材料領(lǐng)域的應(yīng)用研究絲素蛋白具有抗凝血性能，以此可開(kāi)發(fā)人造血管和抗血栓物質(zhì)。目前，所使用的人工血管根據(jù)材質(zhì)可分為：合成血管、生物血管、表面改性人工血管和支架血管。上述人工血管各有優(yōu)勢(shì)，而最大的不足在于大多數(shù)不具有生物降解性，或是降解后的產(chǎn)物會(huì)引起受體的炎性反應(yīng)。絲素蛋白改性材料制成的人工血管材料不但具有較好的生物相容性，也具有與人體血管相適應(yīng)的力學(xué)性能，能保證其能順利植入體內(nèi)，在體內(nèi)保持通暢，還具有順應(yīng)性和可滅菌性。為了使絲素蛋白具有類(lèi)似肝素的蛋白結(jié)構(gòu)從而具有抗凝性，有學(xué)者嘗試在絲素蛋白中導(dǎo)入硫酸基或磺酸基。此外，還有很多種方法，如固定血管性假性血友病因子（VWF）的絲素蛋白材料、接枝2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿（MPC）或褐藻藻酸雙酯鈉的絲素蛋白材料、RGD-IgG-SPA改性絲素蛋白材料、共混改性的絲素蛋白材料等。絲素蛋白中硫酸基團(tuán)的介入導(dǎo)致其具有抗凝血?jiǎng)┑墓δ堋Ｄ壳埃祟?lèi)抗凝血藥物已經(jīng)得到了開(kāi)發(fā)利用。

藥物釋放載體領(lǐng)域的應(yīng)用研究絲素蛋白在不同條件下（如溫度、pH值、離子強(qiáng)度、濃度、組成和其他高分子作用等）可以發(fā)生聚集或組裝等行為而呈現(xiàn)多種形態(tài)，如水凝膠、膜、微球和微纖等，并通過(guò)結(jié)合抗生素、蛋白類(lèi)和基因等藥物，構(gòu)建出多樣化的藥物釋放體系，從而達(dá)到不同的釋放要求和治療效果。為調(diào)節(jié)絲素蛋白的理化性質(zhì)（特別是對(duì)溫度和pH值等的響應(yīng)性），可以添加其他高分子生物材料如彈性蛋白、明膠等。絲素蛋白水溶液可形成由β-折疊為物理交聯(lián)點(diǎn)的三維網(wǎng)絡(luò)水凝膠，不僅能用于細(xì)胞因子釋放載體、藥物、DNA以及細(xì)胞支架，并且能夠?qū)崿F(xiàn)注射使用，已被廣泛用于藥物釋放載體研究。

人工神經(jīng)領(lǐng)域的應(yīng)用研究修復(fù)神經(jīng)創(chuàng)傷仍是當(dāng)今醫(yī)學(xué)急需攻克的一道難題。由于各種原因造成的不規(guī)則神經(jīng)創(chuàng)面，在恢復(fù)過(guò)程中由于缺少填充物，將形成神經(jīng)瘤。因此，目前最有效的修復(fù)方法仍是自體移植。但由于供體的稀少，致使大量患者不能得到及時(shí)、有效的救治。絲素蛋白修復(fù)材料不但具有較好的機(jī)械性能和可滲透性，而且修復(fù)效果接近自體移植。近10年的研究表明，絲素蛋白作為神經(jīng)修復(fù)材料具備其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)：（1）可完全降解，無(wú)組織毒性，且能促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的再生。非降解性材料需通過(guò)后期手術(shù)取出。（2）絲素蛋白人工神經(jīng)能在受體中存在較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)滿(mǎn)足再生軸突通過(guò)遠(yuǎn)端吻合口。（3）絲素蛋白有足夠的空間和表面通透性，滿(mǎn)足雪旺細(xì)胞的生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸。絲素蛋白在神經(jīng)修復(fù)材料中具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

尿道缺損修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用研究尿道先天畸形及各種原因引起的尿道狹窄、缺損是泌尿外科常見(jiàn)病，由于尿道黏膜組織有限，給臨床治療帶來(lái)困難。目前主要采用自體非尿道組織進(jìn)行修復(fù)，并取得較好的臨床效果，但仍存在尿瘺、感染、再狹窄、憩室產(chǎn)生、結(jié)石形成、毛發(fā)生長(zhǎng)等并發(fā)癥。我國(guó)學(xué)者經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，用單純絲素蛋白膜能修復(fù)1.5cm短距離尿道缺損，并取得了理想效果。

生物傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用研究生物傳感器是對(duì)生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的儀器。生物傳感器應(yīng)用最多的是酶?jìng)鞲衅鳎捎诿妇哂懈哌x擇性及專(zhuān)一性強(qiáng)等特點(diǎn)，使得生物傳感器在樣品分析中實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單快速的目的。有相關(guān)研究表明，酶經(jīng)絲素蛋白固定后具有較強(qiáng)的耐熱性能，并能較長(zhǎng)時(shí)間地保持酶的活性。絲蛋白膜免疫傳感器具有靈敏度高、制備和操作簡(jiǎn)便、樣品用量少、電極穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。

功能性細(xì)胞培養(yǎng)基質(zhì)領(lǐng)域的應(yīng)用研究絲素蛋白有結(jié)晶區(qū)和非結(jié)晶區(qū)混合結(jié)構(gòu)存在，整體上帶負(fù)電，帶負(fù)電的生物材料相容性較好。絲素非結(jié)晶區(qū)有許多堿性氨基酸，對(duì)細(xì)胞有一定程度的吸附作用，故能吸引細(xì)胞附著在其上面。利用絲素蛋白纖維溶解后溶液電紡、膠水黏結(jié)和部分溶解或均化作用等方法制備得到的絲素蛋白無(wú)紡布，具有粗糙的形貌、較大的表面積以及優(yōu)異的柔順性和力學(xué)強(qiáng)度，有利于細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)，具有較低的免疫原性和較好的生物相容性，并能很好地支持人體多種細(xì)胞，如內(nèi)皮細(xì)胞、造骨細(xì)胞、上皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和角化細(xì)胞等的生長(zhǎng)，在組織工程材料方面前途廣闊。

絲素蛋白膠水的應(yīng)用研究新近的研究發(fā)現(xiàn)，在絲素蛋白溶液里通弱的直流電，正極能夠形成凝膠，并能通過(guò)pH值、溫度、電壓等調(diào)控凝膠形成過(guò)程和凝膠特性。這種厚黏液狀電凝膠具有黏著性，并且能夠通過(guò)變換電極的方法實(shí)現(xiàn)其黏著和去黏著行為的可逆性轉(zhuǎn)變，因此這種絲素蛋白膠水可以被設(shè)計(jì)成生物醫(yī)用器件，如生物可注射局部固定藥物載體、醫(yī)用膠水以及可控機(jī)器人等。

醫(yī)用生物敷料領(lǐng)域的應(yīng)用研究在創(chuàng)傷修復(fù)“濕潤(rùn)愈合”理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型創(chuàng)面修復(fù)及保護(hù)材料———現(xiàn)代醫(yī)用生物敷料，與傳統(tǒng)敷料相比，其具有降低感染、加速創(chuàng)面愈合、減輕患者痛苦、提高創(chuàng)面愈合質(zhì)量、避免創(chuàng)面粘連以及方便醫(yī)護(hù)人員操作與使用等特點(diǎn)。基礎(chǔ)研究已經(jīng)證實(shí)，甲殼素是一種天然生物高分子聚合物，具有止血、止痛、抑菌、促進(jìn)傷口愈合、減小瘢痕、生物可降解性和良好的生物相容性等，但其吸水性較差，并且純甲殼素敷料的強(qiáng)度低、成形困難。絲素蛋白的加入彌補(bǔ)了甲殼素的這些缺點(diǎn)。

問(wèn)題與展望

絲素蛋白作為一種無(wú)毒、無(wú)污染、無(wú)刺激性、生物相容性良好和可生物降解的天然高分子材料，在生物醫(yī)學(xué)方面已經(jīng)得到一定程度的研究與應(yīng)用，但將其應(yīng)用于臨床治療方面還有相當(dāng)長(zhǎng)的一段路要走，比如怎樣實(shí)現(xiàn)絲素蛋白的功能發(fā)揮及與其降解的同步性，如何根據(jù)不同需要來(lái)調(diào)整絲素蛋白的溶解性等等，這些還需要科研工作者的共同努力才能得以實(shí)現(xiàn)。隨著生物技術(shù)及科學(xué)的發(fā)展，絲素蛋白在藥物釋放領(lǐng)域?qū)⒂懈鼜V闊的應(yīng)用前景。

作者：郭濤禹正楊單位：南華大學(xué)附屬第一醫(yī)院腫瘤外科