丝胶蛋白及其复合材料在软骨和骨组织工程中的研究进展

刘苹 戴梦男 李蒙 宋慧 龚佳俊 殷音 王建南

摘要： 骨/软骨组织工程是结合医学与材料科学开发支架材料来治疗或替换坏损骨/软骨。丝胶蛋白生物学性能优异，在骨组织修复和软骨组织再生方面应用潜力巨大。研究显示，丝胶蛋白基骨组织工程支架可以促进细胞黏附与增殖、刺激胶原蛋白生成、并为磷酸钙提供成核位点来促进羟基磷灰石沉积;其溶液-凝胶转变特性为包埋的细胞提供合适的生存环境。因此，文章综述了丝胶蛋白及其复合物在骨/软骨组织工程中的研究背景，重点阐述了丝胶蛋白材料的制备、生物矿化、与干细胞相互作用及对惰性金属骨移植物表面修饰等方面的研究进展，并对今后丝胶蛋白在骨和软骨组织工程方面的研究方向和发展做出展望。

关键词： 丝胶蛋白;骨;软骨;复合材料;组织工程;组织再生

中图分类号： TS101.4;Q189

文献标志码： A

文章编号： 1001-7003（2021）12-0001-07

引用页码： 121101

DOI： 10.3969/j.issn.1001-7003.2021.12.001（篇序）

Abstract： Bone/cartilage tissue engineering is the combination of medical science and material science to develop scaffold materials for the treatment or replacement of bone/cartilage defects. Sericin with excellent biological properties has tremendous potential in bone/cartilage tissue repair and regeneration. Studies have shown that sericin-based bone tissue engineering scaffold can promote cell adhesion and proliferation， stimulate collagen production， and provide nucleation bond for calcium phosphate to promote hydroxyapatite deposition. The solution-gel transition characteristics of sericin provide a suitable living environment for the embedded cells. Therefore， this article reviewed the research background of sericin and its composites in bone/cartilage tissue engineering， emphasized on the research progress in the sericin materials preparation， biomineralization， interaction with stem cells， and surface finishing on inert metal bone grafts. Finally， the article prospected the future research direction and development of sericin in bone/cartilage tissue engineering.

Key words： sericin; bone; cartilage; composite material; tissue engineering; tissue regeneration

骨骼是人體内最重要的组织之一，能够提供机械支持，并在维持离子平衡方面发挥重要作用[1]，软骨为关节运动提供所必需的结构和力学支持。意外事故和自身机能老化等都会造成骨缺损[2]，并且随着人均预期寿命的增加与人口老龄化现象严重，人群中骨科疾病的发病率越来越高[3]，对骨/软骨缺损修复的需求和难度也越来越大。据统计，全世界每年有约890万人发生骨科疾病[4]，超过2 700万人有软骨损伤造成的骨关节炎疾病，截至2020年年底，中国骨科植入医疗器械行业市场规模约为304亿元[5]。……