曾永平 陳家祿

（海南師范大學 海南?？?570000）

生物材料對細胞生物學行為的影響

曾永平 陳家祿

（海南師范大學 海南?？?570000）

最近幾年來，生物材料的發(fā)展勢不可擋，生物材料自身的一些特性以及用途都呈現(xiàn)出復雜的狀況，比如醫(yī)學臨床使用的生物材料已經(jīng)向生物材料與細胞復合物的方向發(fā)展，掀起了生物材料的革命。這些新型的生物材料是否能夠適應(yīng)人體的細胞，人體細胞是否對其產(chǎn)生排斥都是日益關(guān)注的重點。本文從生物材料的安全性以及有效性出發(fā)，進而闡述了生物材料對細胞的生長和死亡等方面的影響。

生物材料 相容性 細胞生物學行為 影響

1　生物材料的相容性評價

醫(yī)學的日益發(fā)達，使得生物材料日益成為代替或者是彌補人體本身器官組織的不足，比如說耳蝸、心臟瓣膜等等。這些生物材料不同于藥物，藥物對人體的接觸只是一時性的，而生物材料對人體的接觸式長期性的甚至是終生性的。因此，對生物材料進行相容性評價是不可逾越的一個過程，只有一個生物材料的形容性高，這個生物材料才會被投入臨床使用，反之，如果低的話，那么便不會產(chǎn)生希望的結(jié)果。所以每一個生物材料都需要經(jīng)過事先的相容性評價，以降低對人體的損害。

1.1相容性評價途徑

生物材料的有效性以及安全性的評價主要有體內(nèi)和體外兩種途徑，體外途徑就是使生物材料處于人體相近的環(huán)境中，來觀察生物材料的相容性，這種途徑的有效性評價可靠程度是比較低的，只能作為一個最初的檢測。體內(nèi)途徑就是指將生物材料放置在動物體內(nèi)來觀察，因為動物的生理結(jié)構(gòu)與人體的生理結(jié)構(gòu)是類似的，只要生物材料在動物體內(nèi)不產(chǎn)生排斥效果，那么在人體內(nèi)產(chǎn)生排斥效果的可能性也比較低。但是體內(nèi)評價途徑也并不是百分之百的可靠，畢竟人體還存在著很多難以預測的情況。

1.2相容性評價方式

生物材料的相容性評價從首先整體性出發(fā)來評價，但是僅從整體性評價出發(fā)是不夠的，當然整體性的相融相評價也是十分的重要，因為可能生物材料的整體性是符合人體要求的，但是其中一些細微的部分是不符合的，其掩蓋在整體性相容性符合下，如果一旦應(yīng)用人體，可能會產(chǎn)生一些難以彌補的后果。因此除了整體地相容性評價之外，還應(yīng)該包括一些比較微觀的層次方向來進行評價，比如細胞和分子生物學，建立一個系統(tǒng)性的從整體到細胞再到分子生物這三個層次評價方式是大師所趨。

2　生物材料對細胞生物學行為影響

生物材料用作修復或者增強人體組織器官功能通常是將生物材料在體內(nèi)或者體外進行相容性評價，當安全性以及有效性的評價符合一定的標準之后，才可以將生物材料運用于人體的修復等。生物材料對細胞的影響是多個方面的，在移植生物材料之后，細胞能否成功地生長繁殖關(guān)系是判定生物材料有效性的標準。

2.1對細胞粘附生長的影響

細胞與生物材料的粘附不像看起來那么簡單，細胞只有粘附之后才能進行細胞生命過程的下一步，生物材料本身的一些微觀形貌會對細胞的多個方面產(chǎn)生影響。

從生物材料這一本身的特征來看，材料的親水性的程度、不同的幾何形態(tài)、百了表面電荷的多少一斤材料本身具有的生物活性分子，對細胞的粘附程度都會產(chǎn)生或多或少的影響。生物材料對細胞粘附的影響蛀牙通過生物材料的微觀形貌，細胞的生長需要特定的微觀面貌，因此只要生物材料本身符合細胞上生長的微觀形貌，那么細胞就可以比較容易地在生物材料上進行粘附。生物材料微觀形貌對細胞粘附生長主要通過以下途徑，第一，生物材料會影響細胞骨架的分布，細胞骨架承擔著細胞的運動、分化以及細胞內(nèi)物質(zhì)的運輸，如果生物材料的微觀形貌使得細胞骨架的分布更容易傳遞細胞間的物質(zhì)，那么細胞也就會更容易地在材料上粘附生長。第二，生物材料影響細胞整合素，細胞的整合素是普遍存在于細胞中的，起到傳遞細胞外環(huán)境和細胞內(nèi)基質(zhì)信息的作用，更重要的是其本身就是一種粘附蛋白。生物材料對細胞的整合素產(chǎn)生積極的影響，那么新報也就更容易在材料上粘附生長。

細胞的粘附生長不僅僅與材料的微觀形貌有關(guān)，而且與材料的孔隙率有關(guān)，當生物材料具有較高的孔隙率時，可以加快細胞的新陳代謝，也就會增加細胞的粘附過程。

2.2對細胞凋亡的影響

細胞的死亡是每一個細胞必須經(jīng)歷的過程，生物材料對于細胞的影響有積極的一面，業(yè)余消極的一面，即會影響細胞的死亡。這一影響有著多種多樣的方式。第一，生物材料通過對細胞死亡信號的誘導，生物材料通過對細胞中死亡因子的誘導，使得死亡因子與細胞相結(jié)合，從而加速了細胞額死亡過程，造成細胞死亡。

第二，生物材料對細胞線粒體進行誘導，線粒體是細胞中制造能量的結(jié)構(gòu)，是細胞進行有氧呼吸的場所。線粒體的通透性的改變使得一些死亡因子得以進入細胞內(nèi)，使得細胞產(chǎn)生死亡的現(xiàn)象。第三，生物材料誘導活性氧產(chǎn)生，活性氧大量的產(chǎn)生對細胞具有很強的氧化作用，一定適度的活性氧對細胞是有益的，但是超過一定的限度，這些氧分子通過一系列的活動可能會對細胞產(chǎn)生無法彌補的傷害，進而細胞就會慢慢走向死亡的終點。第四，生物材料誘導細胞粘附分子對細胞產(chǎn)生消極影響，細胞與生物材料之間的結(jié)合是通過材料表面的下?lián)苷掣椒肿咏Y(jié)合在一起的。細胞粘附分子主要是跨膜糖蛋白，跨膜糖蛋白會影響細胞的凋亡進程。它在細胞連接、細胞分化以及細胞遷移過程中產(chǎn)生重要的影響。生物材料本身的特質(zhì)對跨瓣膜蛋白有著重要的影響，比如一項生物材料微觀形貌的親水性程度很低，即具有疏水性，那么就會對生物材料表面的粘附蛋白質(zhì)產(chǎn)生消極影響，從而細胞對生物材料的粘附過程就會減緩，慢慢就會導致細胞的凋亡。

生物材料對細胞生物學行為的影響，體現(xiàn)在影響細胞的粘附、生長以及凋亡各個過程之中。生物材料對于臨床醫(yī)藥學的作用越來越得到重視，成為現(xiàn)代人們社會生活中必不可少的人體替代品，生物材料的不斷進步對于提高人類的生活質(zhì)量具有重大意義。

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Q-0

A

1674-2060（2016）05-0334-01