膠原是一種天然生物醫學材料,以膠原為基底制備的三維多孔支架在皮膚組織工程中具有廣泛應用。但是膠原三維多孔支架作為人工皮膚存在機械性能差、供源不足、排異反應等一系列問題,限制了其在皮膚組織工程中的進一步應用。為改善這種狀況,可以通過交聯、共混等方式提高支架機械性能,結合細胞培養、負載生長因子等技術實現結構、功能高度仿生,此外為避免動物源膠原的安全隱患問題,使用重組膠原制備皮膚替代物成為本領域的研究熱點。本文綜述了皮膚組織工程中膠原三維多孔支架的研究現狀。
引用本文： 張靜, 唐啟偉, 周愛梅, 楊樹林. 皮膚組織工程中膠原三維多孔支架的研究現狀. 生物醫學工程學雜志, 2015, 32(4): 924-928. doi: 10.7507/1001-5515.20150165 復制
引言
膠原是動物體內含量最豐富、分布最廣的結構蛋白質，也是細胞外基質(extracellular matrix,ECM)的主要成分，以其優良的生物可降解性、弱抗原性和優異的生物相容性成為使用最廣泛的生物醫用材料之一。應用于皮膚組織工程中的支架需要生物相容性好，沒有抗原性，降解率可控，具有高孔隙率、適當孔徑的三維結構，膠原三維多孔支架可以模擬ECM微環境，是細胞培養的良好載體，同時可以遞載基因、負載藥物，是良好的藥物控釋系統，在皮膚組織工程中具有廣泛應用。
作為皮膚替代物的三維多孔支架首先需要一定的機械性能，純膠原支架降解速率快、機械性能差，通常需要采用交聯或者與其他物質共混的方式提高其性能。在創傷愈合過程中，細胞遷移、滲透、增殖和分化，與可溶性生長因子相互作用，并和細胞外基質共同構成細胞動力學微環境，共同影響創傷愈合[1]。作為皮膚組織工程用的膠原基質有海綿、水凝膠、膜、纖維等多種形式，如表 1所示，本文將對皮膚組織工程用膠原三維多孔支架在結構仿生，功能仿生以及改善生物學性能等方面進行綜述。
表1
皮膚組織工程用膠原基質
Table1.
Collagen-based matrix in skin tissue engineering
1 結構仿生
純膠原三維多孔支架降解速率過快，在液體條件下機械穩定性不好，難以長時間維持結構特征，因而限制了其在皮膚組織工程中的應用。常用的提高機械性能的方法有交聯和共混。
1.1 交聯
化學交聯劑使用歷史悠久，時至今日依然以交聯效果好、價格低而廣受親睞，但是，如戊二醛(glutaraldehyde，GA)存在細胞毒性、異位鈣化和對原組織的不良適應性等缺點，因此，天然交聯劑以其低細胞毒性和良好生物相容性成為研究熱點。
從植物梔子提取的京尼平可有效交聯細胞組織和包含伯胺的生物材料。Yan等[21]研究了不同濃度京尼平對膠原-殼聚糖三維多孔支架物理化學性能的影響，發現京尼平濃度對支架的孔徑和形貌無明顯影響，溶脹實驗也表明京尼平交聯沒有影響支架對磷酸鹽緩沖液的吸收能力；而且，有研究表明京尼平不但能有效提高膠原類基質的機械性能，其二甲基亞砜-磷酸鹽緩沖溶液還對多種細菌孢子有殺滅作用，有望在交聯同時用于生物材料滅菌[22]。
葡萄籽提取物原花青素也是一種低毒有效的膠原交聯劑。Huang等[23]利用原花青素交聯明膠納米纖維，結果表明交聯能提高纖維在水溶液中的穩定性，并且能顯著促進小鼠成纖維細胞(L929)增殖。
1.2 共混
膠原與其他物質共混的方式也常用于提高其機械性能，無毒、具有一定生物功能的天然生物材料是良好的選擇。
其中，應用最廣泛的為多糖類物質。Van等[14]通過化學改性取得低含量硫酸根和高含量硫酸根的糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)衍生物，包括含硫酸根最多的硫酸軟骨素(chondroitin sulfate,CS)和唯一沒有硫酸根的透明質酸(hyaluronic acid,HA)，發現高硫酸根含量GAG的膠原人工支架可促進真皮成纖維細胞增殖。又如殼聚糖獨特的生物化學性能對開放性傷口有益，其他許多多糖難以企及，膠原-殼聚糖三維多孔支架沒有細胞毒性、沒有明顯的致敏性和應激性，應用于鼠全層皮膚損傷模型中能夠有效促進新組織形成和血管再生[24]。
還有其他常用物質如彈性蛋白可以提高彈性、促進彈性蛋白合成和組織再生，其與膠原共混制備的支架機械性能良好[18]；膠原-血纖蛋白支架培養細胞的結構與可控真皮替代材料的結構類似，可作為促進傷口愈合的基質，隨二者濃度不同會呈現相互貫通平行結構或連續網狀結構[25]；蠶絲蛋白和膠原的共混，也能很好地提高機械性能，促進細胞黏附和增殖[13]。
此外，通過多種物質共混，調節高聚物濃度比例和不同交聯劑交聯的方式也為提高基質的性能提供了一條路徑[2]。
2 功能仿生
為了進一步模擬細胞體內生長微環境，常常采用培養細胞和負載生長因子的方式加強膠原三維支架的功能仿生。
2.1 細胞培養
細胞皮膚替代物比非細胞皮膚替代物有更好的上皮再生能力。細胞-基質黏附調節細胞生長、遷移、分化、存活、組織形成和基質再生，膠原含豐富的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycine-aspartic,RGD)氨基酸序列，可以提高細胞黏附。皮膚組織工程中常用的細胞有各種皮膚組織細胞和具有多向分化潛能的間充質干細胞(mesenchymal stem cell,MSC)。
模擬表皮-真皮結構的雙層人工皮膚通常需要在三維基質中共同培養角質形成細胞和成纖維細胞。Kempf等[26]制備了一種Ⅰ型膠原微纖維支架，發現角質形成細胞和成纖維細胞都能在該支架上黏附并存活，通過21 d的混合培養該支架出現了人皮膚結構，且生物相容性和生物降解性良好。研究表明，在燒傷中血管損害程度嚴重，燒傷將隨著時間惡化，加大組織損傷并有出現疤痕的風險，因此加快血管形成和成熟在傷口愈合過程中十分重要，而內皮細胞在膠原基質上可以成功完成血管生成[3]。此外，還有通過在細胞膠原三維多孔支架上培養汗腺細胞從而在全層皮膚損傷的鼠模型中形成了類似汗腺的結構，這種完善皮膚附屬物的皮膚替代物能使傷口的愈合程度更好[27]。
MSC可以分化成成纖維細胞，周細胞，內皮細胞等多種與皮膚相關的細胞，MSC易獲得，無免疫反應，能促傷口愈合，只是到目前，MSC移植入創口后尤其是直接注射型的存活率很低，MSC在創傷環境中分化成不同細胞類型的研究仍然不夠透徹，對MSC的誘導分化依然是一大挑戰[16]。“飼養細胞(Feeder cell)”技術可以通過供給層的細胞提供必要的基質和合成抑制分化的因子，促使干細胞增殖和定向分化。Hashemi等[17]認為ECM的成分可能代替“飼養細胞”應用于提高干細胞自我復制能力的培養層，其制備的膠原-聚醚砜納米纖維支架培養鼠的胚胎干細胞，發現細胞沒有分化不良的形貌，多種與多潛能相關的物質也能持續表達。因此，膠原支架作為MSC移植載體是提高MSC移植存活率的一條有效途徑。此外，還有研究通過旋轉細胞培養(rotary cell culture system,RCCS)，即將預包裹胚胎干細胞的支架于旋轉壁式生物反應器(rotating wall vessel,RWV)中進行低剪切模擬微重力(low-shear modeled microgravity,LSMMG)生長環境以促進干細胞生長，結果表明細胞增殖、分化良好，為細胞皮膚替代物的自動化、規模生產提供了一條有效途徑[28]。一旦解決如何引導干細胞向既定目標生長和分化，干細胞技術可能成為皮膚再生領域的一項關鍵技術。
2.2 生長因子
生長因子結合含有細胞外基質成分的生物支架能有效修復或再生受損組織，其在皮膚組織工程中的應用從早期的直接負載逐漸向控釋方向發展。
研究表明，堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)與膠原結合后可以明顯加快自體組織的血管化和細胞化來提高皮膚、腹壁、肝外膽汁管、子宮內膜等的再生[4]。但是，生長因子直接給藥效果并不明顯，因其會在創口迅速分散或被酶解，在體內半衰期很短，而且生長因子使用依賴于濃度，而高濃度有毒性風險，因此可以利用膠原三維多孔支架的藥物控釋作用，通過對生長因子實現復合或包埋來控制其釋放速率。
基因遞載系統可以通過傳遞特定的基因到目標組織，使產生內源性生長因子來加強特定組織再生。Guo等[3]合成N,N,N-三甲基殼聚糖鹽酸鹽(N,N,N-trimethyl chitosan chloride,TMC)作為非病毒陽離子基因載體，負載編碼血管內皮生長因子165(vascular endothelial growth factor-165，VEGF-165)的DNA(plasmid DNA,pDNA)，與膠原-殼聚糖/硅氧烷膜雙層多孔支架結合，結果表明TMC/pDNA-VEGF支架比空白對照的VEGF表達量高，新形成的和成熟血管密度高，移植112 d后，愈合的皮膚與正常皮膚有相似的結構，拉伸強度也達到正常皮膚的80%。此外，還有研究表明膠原類支架可以有效負載骨形態發生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)抗體，吸引內源BMP聚集，從而促進骨再生[29]。這種方式可以避免外源生長因子引起的排異，因此也可以考慮利用膠原類支架負載相應生長因子抗體應用于皮膚組織工程中。
由于創傷愈合過程涉及大量生長因子，因此多生長因子結合作用可認為是組織再生所必需的，多生長因子共遞載技術包括直接合并、層層復合、多相負載、微粒傳遞等[30]。Rajam等[9]用平均直徑50~100 nm的殼聚糖納米粒子負載表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)和成纖維生長因子(fibroblast growth factor,FGF)，將其與膠原、殼聚糖溶液混合制備孔徑為75~150 μm的三維多孔支架，進而檢測對鼠成纖維細胞(NIH 3T3)的影響，結果顯示這種受控制的生長因子的釋放能增強細胞的存活率和活性。
3 重組膠原
目前，組織工程用的膠原大部分來自于動物組織，膠原的質量不穩定、純度比較低、具有病毒風險(如瘋牛病、口蹄疫等)。重組人源膠原在這種情況下應運而生，已經有大量研究用重組膠原替代天然膠原用作組織工程材料[31]。 重組人源膠原已經應用于骨、角膜等組織工程中。如Pulkkinen等[32]用重組Ⅱ型膠原制備凝膠培養自體軟骨細胞，后移植于兔股骨滑車損傷模型，與自愈合相比，有一定的促修復性能，但是其與鄰近軟骨組織的結合及表層保護仍需進一步研究。Ahna等[10]比較了兩種碳二亞胺1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide,EDC)和N-環己基-N′[2-(N-甲基嗎啉)乙基]碳二亞胺對甲苯磺酸鹽(N-Cyclohexyl-N′-(2-morpholinoethyl) carbodiimide metho-p-toluenesulfonate,CMC)交聯重組人源膠原制備角膜替代物，CMC可在常溫反應控制凝膠化時間，交聯效果與EDC類似，且其抗膠原酶降解能力更強，二者均能替代豬膠原制備的角膜移植于鼠模型。
在皮膚組織工程中，Wang等[24]將重組Ⅶ型膠原應用于鼠皮膚創傷模型，研究其對創傷的修復作用，重組Ⅶ型膠原可與創口真皮-表皮連接區(dermal epidermal junction,DEJ)結合，促進Ⅶ型膠原再生，通過提高表皮再生加快創口愈合，期間，轉化生長因子β2(transforming growth factor-β2,TGF-β2)的表達降低，抗纖維化的轉化生長因子β3(transforming growth factor-β3,TGF-β3)的表達提高，并伴隨著結締組織生長因子、α平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的減少，新生真皮處只有少量膠原沉積，從而能減小疤痕生產。利用重組人源膠原與殼聚糖共混并用GA交聯后，對人靜脈成纖維細胞具有促黏附和增殖作用，移植于兔模型后，能促進ECM分泌，具有良好的生物相容性[33]，具有應用于皮膚組織工程的潛力。
4 結語
一種好的皮膚替代物必須能模擬體內微環境，促進細胞再生從而修復受損組織，而且其必須具有足夠的機械性能完成移植并維持其固有形態，合適的生物降解率也為現代皮膚替代物所必需，膠原三維多孔支架在這些方面有得天獨厚的條件。為提高膠原類皮膚替代物的性能，需要通過多方面協同作用：使用無細胞毒性的天然交聯劑和天然細胞外基質成分共混提高支架機械性能以完善結構仿生；通過細胞培養、添加生長因子等輔助物質以更有效地模擬體內細胞微環境，進而提高組織再生能力。此外，重組人源膠原的使用越來越受到矚目，這種無病毒隱患、生產便捷、加工性強、性能類似天然膠原的重組蛋白已經應用于組織工程研究并表現出極大的應用潛力，其取代天然膠原將成為皮膚組織工程的研究熱點。未來研究必須結合多種先進技術，完成結構、功能仿生的統一，以進一步擴大膠原類三維多孔支架在皮膚組織工程中的應用。
引言
膠原是動物體內含量最豐富、分布最廣的結構蛋白質，也是細胞外基質(extracellular matrix,ECM)的主要成分，以其優良的生物可降解性、弱抗原性和優異的生物相容性成為使用最廣泛的生物醫用材料之一。應用于皮膚組織工程中的支架需要生物相容性好，沒有抗原性，降解率可控，具有高孔隙率、適當孔徑的三維結構，膠原三維多孔支架可以模擬ECM微環境，是細胞培養的良好載體，同時可以遞載基因、負載藥物，是良好的藥物控釋系統，在皮膚組織工程中具有廣泛應用。
作為皮膚替代物的三維多孔支架首先需要一定的機械性能，純膠原支架降解速率快、機械性能差，通常需要采用交聯或者與其他物質共混的方式提高其性能。在創傷愈合過程中，細胞遷移、滲透、增殖和分化，與可溶性生長因子相互作用，并和細胞外基質共同構成細胞動力學微環境，共同影響創傷愈合[1]。作為皮膚組織工程用的膠原基質有海綿、水凝膠、膜、纖維等多種形式，如表 1所示，本文將對皮膚組織工程用膠原三維多孔支架在結構仿生，功能仿生以及改善生物學性能等方面進行綜述。
表1
皮膚組織工程用膠原基質
Table1.
Collagen-based matrix in skin tissue engineering
1 結構仿生
純膠原三維多孔支架降解速率過快，在液體條件下機械穩定性不好，難以長時間維持結構特征，因而限制了其在皮膚組織工程中的應用。常用的提高機械性能的方法有交聯和共混。
1.1 交聯
化學交聯劑使用歷史悠久，時至今日依然以交聯效果好、價格低而廣受親睞，但是，如戊二醛(glutaraldehyde，GA)存在細胞毒性、異位鈣化和對原組織的不良適應性等缺點，因此，天然交聯劑以其低細胞毒性和良好生物相容性成為研究熱點。
從植物梔子提取的京尼平可有效交聯細胞組織和包含伯胺的生物材料。Yan等[21]研究了不同濃度京尼平對膠原-殼聚糖三維多孔支架物理化學性能的影響，發現京尼平濃度對支架的孔徑和形貌無明顯影響，溶脹實驗也表明京尼平交聯沒有影響支架對磷酸鹽緩沖液的吸收能力；而且，有研究表明京尼平不但能有效提高膠原類基質的機械性能，其二甲基亞砜-磷酸鹽緩沖溶液還對多種細菌孢子有殺滅作用，有望在交聯同時用于生物材料滅菌[22]。
葡萄籽提取物原花青素也是一種低毒有效的膠原交聯劑。Huang等[23]利用原花青素交聯明膠納米纖維，結果表明交聯能提高纖維在水溶液中的穩定性，并且能顯著促進小鼠成纖維細胞(L929)增殖。
1.2 共混
膠原與其他物質共混的方式也常用于提高其機械性能，無毒、具有一定生物功能的天然生物材料是良好的選擇。
其中，應用最廣泛的為多糖類物質。Van等[14]通過化學改性取得低含量硫酸根和高含量硫酸根的糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG)衍生物，包括含硫酸根最多的硫酸軟骨素(chondroitin sulfate,CS)和唯一沒有硫酸根的透明質酸(hyaluronic acid,HA)，發現高硫酸根含量GAG的膠原人工支架可促進真皮成纖維細胞增殖。又如殼聚糖獨特的生物化學性能對開放性傷口有益，其他許多多糖難以企及，膠原-殼聚糖三維多孔支架沒有細胞毒性、沒有明顯的致敏性和應激性，應用于鼠全層皮膚損傷模型中能夠有效促進新組織形成和血管再生[24]。
還有其他常用物質如彈性蛋白可以提高彈性、促進彈性蛋白合成和組織再生，其與膠原共混制備的支架機械性能良好[18]；膠原-血纖蛋白支架培養細胞的結構與可控真皮替代材料的結構類似，可作為促進傷口愈合的基質，隨二者濃度不同會呈現相互貫通平行結構或連續網狀結構[25]；蠶絲蛋白和膠原的共混，也能很好地提高機械性能，促進細胞黏附和增殖[13]。
此外，通過多種物質共混，調節高聚物濃度比例和不同交聯劑交聯的方式也為提高基質的性能提供了一條路徑[2]。
2 功能仿生
為了進一步模擬細胞體內生長微環境，常常采用培養細胞和負載生長因子的方式加強膠原三維支架的功能仿生。
2.1 細胞培養
細胞皮膚替代物比非細胞皮膚替代物有更好的上皮再生能力。細胞-基質黏附調節細胞生長、遷移、分化、存活、組織形成和基質再生，膠原含豐富的精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(arginine-glycine-aspartic,RGD)氨基酸序列，可以提高細胞黏附。皮膚組織工程中常用的細胞有各種皮膚組織細胞和具有多向分化潛能的間充質干細胞(mesenchymal stem cell,MSC)。
模擬表皮-真皮結構的雙層人工皮膚通常需要在三維基質中共同培養角質形成細胞和成纖維細胞。Kempf等[26]制備了一種Ⅰ型膠原微纖維支架，發現角質形成細胞和成纖維細胞都能在該支架上黏附并存活，通過21 d的混合培養該支架出現了人皮膚結構，且生物相容性和生物降解性良好。研究表明，在燒傷中血管損害程度嚴重，燒傷將隨著時間惡化，加大組織損傷并有出現疤痕的風險，因此加快血管形成和成熟在傷口愈合過程中十分重要，而內皮細胞在膠原基質上可以成功完成血管生成[3]。此外，還有通過在細胞膠原三維多孔支架上培養汗腺細胞從而在全層皮膚損傷的鼠模型中形成了類似汗腺的結構，這種完善皮膚附屬物的皮膚替代物能使傷口的愈合程度更好[27]。
MSC可以分化成成纖維細胞，周細胞，內皮細胞等多種與皮膚相關的細胞，MSC易獲得，無免疫反應，能促傷口愈合，只是到目前，MSC移植入創口后尤其是直接注射型的存活率很低，MSC在創傷環境中分化成不同細胞類型的研究仍然不夠透徹，對MSC的誘導分化依然是一大挑戰[16]。“飼養細胞(Feeder cell)”技術可以通過供給層的細胞提供必要的基質和合成抑制分化的因子，促使干細胞增殖和定向分化。Hashemi等[17]認為ECM的成分可能代替“飼養細胞”應用于提高干細胞自我復制能力的培養層，其制備的膠原-聚醚砜納米纖維支架培養鼠的胚胎干細胞，發現細胞沒有分化不良的形貌，多種與多潛能相關的物質也能持續表達。因此，膠原支架作為MSC移植載體是提高MSC移植存活率的一條有效途徑。此外，還有研究通過旋轉細胞培養(rotary cell culture system,RCCS)，即將預包裹胚胎干細胞的支架于旋轉壁式生物反應器(rotating wall vessel,RWV)中進行低剪切模擬微重力(low-shear modeled microgravity,LSMMG)生長環境以促進干細胞生長，結果表明細胞增殖、分化良好，為細胞皮膚替代物的自動化、規模生產提供了一條有效途徑[28]。一旦解決如何引導干細胞向既定目標生長和分化，干細胞技術可能成為皮膚再生領域的一項關鍵技術。
2.2 生長因子
生長因子結合含有細胞外基質成分的生物支架能有效修復或再生受損組織，其在皮膚組織工程中的應用從早期的直接負載逐漸向控釋方向發展。
研究表明，堿性成纖維細胞生長因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)與膠原結合后可以明顯加快自體組織的血管化和細胞化來提高皮膚、腹壁、肝外膽汁管、子宮內膜等的再生[4]。但是，生長因子直接給藥效果并不明顯，因其會在創口迅速分散或被酶解，在體內半衰期很短，而且生長因子使用依賴于濃度，而高濃度有毒性風險，因此可以利用膠原三維多孔支架的藥物控釋作用，通過對生長因子實現復合或包埋來控制其釋放速率。
基因遞載系統可以通過傳遞特定的基因到目標組織，使產生內源性生長因子來加強特定組織再生。Guo等[3]合成N,N,N-三甲基殼聚糖鹽酸鹽(N,N,N-trimethyl chitosan chloride,TMC)作為非病毒陽離子基因載體，負載編碼血管內皮生長因子165(vascular endothelial growth factor-165，VEGF-165)的DNA(plasmid DNA,pDNA)，與膠原-殼聚糖/硅氧烷膜雙層多孔支架結合，結果表明TMC/pDNA-VEGF支架比空白對照的VEGF表達量高，新形成的和成熟血管密度高，移植112 d后，愈合的皮膚與正常皮膚有相似的結構，拉伸強度也達到正常皮膚的80%。此外，還有研究表明膠原類支架可以有效負載骨形態發生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)抗體，吸引內源BMP聚集，從而促進骨再生[29]。這種方式可以避免外源生長因子引起的排異，因此也可以考慮利用膠原類支架負載相應生長因子抗體應用于皮膚組織工程中。
由于創傷愈合過程涉及大量生長因子，因此多生長因子結合作用可認為是組織再生所必需的，多生長因子共遞載技術包括直接合并、層層復合、多相負載、微粒傳遞等[30]。Rajam等[9]用平均直徑50~100 nm的殼聚糖納米粒子負載表皮生長因子(epidermal growth factor,EGF)和成纖維生長因子(fibroblast growth factor,FGF)，將其與膠原、殼聚糖溶液混合制備孔徑為75~150 μm的三維多孔支架，進而檢測對鼠成纖維細胞(NIH 3T3)的影響，結果顯示這種受控制的生長因子的釋放能增強細胞的存活率和活性。
3 重組膠原
目前，組織工程用的膠原大部分來自于動物組織，膠原的質量不穩定、純度比較低、具有病毒風險(如瘋牛病、口蹄疫等)。重組人源膠原在這種情況下應運而生，已經有大量研究用重組膠原替代天然膠原用作組織工程材料[31]。 重組人源膠原已經應用于骨、角膜等組織工程中。如Pulkkinen等[32]用重組Ⅱ型膠原制備凝膠培養自體軟骨細胞，后移植于兔股骨滑車損傷模型，與自愈合相比，有一定的促修復性能，但是其與鄰近軟骨組織的結合及表層保護仍需進一步研究。Ahna等[10]比較了兩種碳二亞胺1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亞胺鹽酸鹽(N-(3-dimethylaminopropyl)-N′-ethylcarbodiimide,EDC)和N-環己基-N′[2-(N-甲基嗎啉)乙基]碳二亞胺對甲苯磺酸鹽(N-Cyclohexyl-N′-(2-morpholinoethyl) carbodiimide metho-p-toluenesulfonate,CMC)交聯重組人源膠原制備角膜替代物，CMC可在常溫反應控制凝膠化時間，交聯效果與EDC類似，且其抗膠原酶降解能力更強，二者均能替代豬膠原制備的角膜移植于鼠模型。
在皮膚組織工程中，Wang等[24]將重組Ⅶ型膠原應用于鼠皮膚創傷模型，研究其對創傷的修復作用，重組Ⅶ型膠原可與創口真皮-表皮連接區(dermal epidermal junction,DEJ)結合，促進Ⅶ型膠原再生，通過提高表皮再生加快創口愈合，期間，轉化生長因子β2(transforming growth factor-β2,TGF-β2)的表達降低，抗纖維化的轉化生長因子β3(transforming growth factor-β3,TGF-β3)的表達提高，并伴隨著結締組織生長因子、α平滑肌肌動蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)的減少，新生真皮處只有少量膠原沉積，從而能減小疤痕生產。利用重組人源膠原與殼聚糖共混并用GA交聯后，對人靜脈成纖維細胞具有促黏附和增殖作用，移植于兔模型后，能促進ECM分泌，具有良好的生物相容性[33]，具有應用于皮膚組織工程的潛力。
4 結語
一種好的皮膚替代物必須能模擬體內微環境，促進細胞再生從而修復受損組織，而且其必須具有足夠的機械性能完成移植并維持其固有形態，合適的生物降解率也為現代皮膚替代物所必需，膠原三維多孔支架在這些方面有得天獨厚的條件。為提高膠原類皮膚替代物的性能，需要通過多方面協同作用：使用無細胞毒性的天然交聯劑和天然細胞外基質成分共混提高支架機械性能以完善結構仿生；通過細胞培養、添加生長因子等輔助物質以更有效地模擬體內細胞微環境，進而提高組織再生能力。此外，重組人源膠原的使用越來越受到矚目，這種無病毒隱患、生產便捷、加工性強、性能類似天然膠原的重組蛋白已經應用于組織工程研究并表現出極大的應用潛力，其取代天然膠原將成為皮膚組織工程的研究熱點。未來研究必須結合多種先進技術，完成結構、功能仿生的統一，以進一步擴大膠原類三維多孔支架在皮膚組織工程中的應用。
