一种新型基于海洋胶原的3D支架

支架是由各种生物材料制成的 3D 结构，是 3D 细胞培养和组织工程中细胞附着、生长和维持的重要支撑元件。支架的机械和生物学特性取决于其组成大分子的化学组成、结构和排列，并影响细胞的形态、行为和功。支架架可以使用多种制造技术制造。理想情况下，支架不仅应提供支撑结构，还应提供对环境刺激做出反应所需的化学、机械和生物线索。

在选择合适的支架用于生物医学应用时，应考虑许多关键因素，如下所示：（1）生物材料的来源，（2）支持细胞的机械性能，（3）有利于细胞附着、活力、增殖、生长、分化和活性的最佳生物相容性，以及（4）各种形状和尺寸的制造方法。

首先，应选择合适的生物材料来制造支架。生物材料是任何经过工程改造的物质，可以与生物系统相互作用，以支持细胞、增强生物功能或替代受损组织。天然聚合物通常具有生物相容性和生物活性，通常可促进出色的细胞粘附和生长。相当多的研究致力于开发复合支架，包括用于生物医学应用的多个阶段。特别是，海洋胶原蛋白因其独特的特性，在再生医学和药物递送应用中具有巨大潜力，最近已成为一种有前途的生物材料。

其次，脚手架应具有良好的机械性能，如孔隙率、孔径、相互连通性、刚度和抗拉强度。支架内具有适当结构和规模的相互连接孔对于允许氧气和营养物质的适当扩散、细胞完整性和迁移以及支架的足够刚度、强度和坚固性是必要的，以确保支架在处理、细胞培养和宿主的正常活动过程中不会塌陷。

第三，任何用于 3D 细胞培养的支架的一个关键功能要求是它必须具有生物相容性。生物相容性是指材料在特定情况下具有适当的细胞或组织反应的能力，而不会引起任何不良的局部或全身效应。生物相容性支架必须为细胞附着、增殖、迁移、分化和功能提供最佳的微环境。

最后，应根据预期目的选择最合适的制造方法。制造用于3D细胞培养的支架的主要方法大致可分为以下两种：使用水凝胶和固体支架。

海洋胶原支架在支架的关键特性方面通常具有更大的价值，例如结构、图案、生物相容性、孔隙率、刚度和降解速率的调节。海洋胶原支架以 3D 控制的方式提供特定的微环境线索，不仅可以支持嵌入的细胞并增强细胞存活、浸润和分化，还可以促进细胞-ECM 相互作用，从而使它们在各种生物医学应用中用作人工 ECM，包括体外 3D 细胞培养、组织工程和再生医学。它们还被用于药物和治疗性生物分子的控制释放和递送、细胞移植和3D生物打印。