生物材料孔隙的大小与器件的功能-生物检测显微镜

生物材料孔隙的大小与器件的功能-生物检测显微镜

生物材料对于组织工程非常重要。在上面述各个例子中，生物材料都是组织再生和重建系统必不可少的部分。从人工心脏瓣膜之类的显而易见的应用，到骨髓移植注射针设计之类的隐含应用，生物材料的研发是组织工程发展的重要环节。生物材料器件必须具备足够的机械强度，能够防止有害的组织反应，还可以产生适时的生物降解。这种器件可以分成免疫阻隔器件和开放式器件两大类，它们的大小都只有几百微米。具备免疫阻隔功能的器件含有半透膜，可以阻止宿主细胞的特异性免疫系统的各种因子进入器件。而开放式器件则不同，材料的孔隙很大(>10微米)，其反应系统可以与宿主细胞充分结合，各种细胞和分子都可以自由传输。



    生物材料孔隙的大小与器件的功能直接相关，孔隙的结构取决于器件上每个孔的连续性以及孔的大小分布。多孔生物材料可以分成微孔、介孔和大孔3类。微孔材料的孔径小于2nm，可以传输气体等小分子物质。介孔材料的孔径为2～50nm，可以传输小分子蛋白质等。大孔材料的孔径大于50nm，可以传输大分子蛋白质甚至细胞。孔隙的大小和分布都不规则，其中的缺陷会影响材料的特性以及物质穿过器件的流速。
    组织工程的一个关键问题是如何控制细胞的再生和组织结构的形成。研究人员对于细胞生长的掌控越好，人造生物组织的功能就会越强，其应用范围也会越广。干细胞提供了一种机会，使得研究人员几乎可以从无到有培养出生物组织。在体内，干细胞能够制造并维护各种细胞，它们也能够在体外用于组织培养，然后再输回体内。