生物支架

细胞疗法，通过移植细胞来替代或修复受损的组织和/或细胞，目前正在成为治疗许多人类疾病的一种可行的治疗选择。有机硅，如聚二甲基硅氧烷( PDMS )，由生物相容性、惰性、不可降解的合成聚合物组成，其特点是在骨架中存在硅氧硅( Si-O-Si )键。硅材料已被广泛应用于软组织植入物、微流控装置、心脏瓣膜和3D生物支架等多种生物医学应用中。有机硅大孔生物支架可以用开放的、相互连通的孔隙来组装细胞，并在支架内部形成致密的血管网络，以协助其移植和整合到宿主组织中。在本综述中，我们将介绍有机硅基生物支架的各种合成/制备技术，并讨论它们的资产和潜在的缺陷。此外，由于硅树脂本身的高疏水性限制了细胞在硅树脂表面的附着，我们还将讨论不同的表面改性技术。最后，我们将研究有机硅生物支架的物理(即密度、孔隙率、孔隙互通性、润湿性、弹性、粗糙度)、力学(拉伸、压缩、硬度)、化学(元素组成-性能)特性以及如何调节这些特性以适应特定应用的需要。

胰岛移植是使1型糖尿病患者独立于胰岛素注射而获得血糖控制的一种很有前景的方法。然而，高达60 %的胰岛在移植后立即丢失。为了改善这一结果，胰岛可以在生物支架内移植，然而人工合成的生物支架会引起强烈的炎症反应，对胰岛功能和存活有不利影响。在本研究中，我们首先通过胶原包复聚二甲基硅氧烷( PDMS )生物支架来改善其生物相容性。为减少对PDMS生物支架的炎症反应，我们随后用地塞米松负载的微板( DEX-μScaffolds )富集生物支架。这些DEX-微板具有在不影响胰岛葡萄糖反应性但可使周围微环境炎症最小化的治疗范围内持续7周以上释放DEX的能力。该生物支架具有优良的力学性能，能够抵抗孔隙塌陷，从而有助于胰岛的种植和植入，并在附睾脂肪垫( EFP )内进行移植手术。使用DEX-μScaffolds将胰岛移植到糖尿病小鼠的EFP内后，第4天基础血糖恢复到正常值，天。此外，这些动物对葡萄糖挑战表现出正常的动态反应，组织学证据显示移植部位DEX-μScaffolds周围促炎细胞因子和纤维组织减少。相比之下，在胰岛功能整体较差的基础条件下，单纯移植胰岛或不移植DEX微板的生物支架内胰岛的糖尿病动物均不能恢复血糖控制。综合考虑，我们的数据显示，用胶原包被PDMS生物支架，并用DEX-微孔板富集，显著延长和增强胰岛功能和存活。

细胞治疗，通过移植细胞来替代或修复受损的组织和/或细胞，现在正成为治疗许多人类疾病的一种可行的治疗选择。有机硅，如聚二甲基硅氧烷( PDMS )，由生物相容、惰性、不可降解的合成聚合物组成，其特点是在骨架中存在硅‑氧‑硅( Si-O-Si )键。有机硅已被广泛应用于软组织植入物、微流控器件、心脏瓣膜和3D生物支架等多个生物医学领域。有机硅大孔生物支架可以用开放的、相互连通的孔隙制成，这些孔隙可以容纳细胞，有利于在生物支架内部形成致密的血管网络，以协助其移植性和融入宿主组织。在本综述中，我们将介绍硅基生物支架的各种合成/制造技术，并将讨论它们的资产和潜在的缺陷。此外，由于细胞在有机硅表面的附着由于其固有的高疏水性而受到限制，我们也将讨论不同的表面改性技术。最后，我们将研究有机硅生物支架的物理(即密度、孔隙率、孔隙连通性、润湿性、弹性、粗糙度)、力学(拉伸、压缩、硬度)和化学(元素组成-性能)性能，以及如何调控这些性能以适应具体应用的需要。