支架材料經常被用於外科手術中,例如提供支撐的血管支架、腸道支架,另外還包括作為營養物質載體並提供一定的尺寸結構的人工骨支架、人工器官支架等。早期的支架材料通常採用金屬或其他一些非可降解材料,通常需要二次手術取出,同時伴隨著一些負面效果;而生物可吸收支架是用可溶解在人體內的材料製成,放入體內後,可被人體吸收。
可降解血管支架材料:血管支架是外科手術放入人體血管或其它管內,以擴充血管,防止或減少阻塞的器件。傳統的支架用金屬製造,但用金屬支架容易出現一些缺點;如可能形成血栓,阻礙血運重建,不利多層CT造影等。為克服這些缺點,故研究生物可吸收支架。目前,該類材料套用較多的為膠原或明膠蛋白包埋的或表面處理的可降解材料的無紡網,例如:聚乳酸、聚羥基酸和多肽等的無紡布或無紡網等。值得一提的是,由於內皮細胞在抗血栓形成、抑制血小板聚集、分泌血管活性因子等方面的重要作用,於是將新鮮獲取或體外培養的內皮細胞直接種植於人工血管的內表面,成為首選的努力方向。加拿大阿爾伯塔馬產科夫斯基(Mazankowski Alberta)心臟研究所第一個利用人體可吸收的血管支架,成功處理冠狀動脈疾病。
可降解神經組織支架:神經修復的組織工程支架材料一類是取自於自體的神經、骨骼肌、血管、膜管的天然活性材料,另一類是非生物活性材料,例如脫鈣骨管、尼龍纖維管、矽膠管、聚氨酯等。
角膜組織工程支架:要求透明,吸水,有一定的機械強度,屈光性好等特點,同時,要求可降解。以前常用的材料為HAMA、PMMA,近年來,多採用膠原和聚醇酸等材料。
其他可降解生物支架材料:
- 天然可降解高分子材料。天然生物可降解高分子材料是指由動植物組織中提取的高分子可降解材料。如膠原(collagen),其本身就是天然骨的組織成分。殼聚糖(chitosan),是甲殼素的衍生物。還有明膠(gelatin)、瓊脂、葡聚糖、透明質酸。這類材料的特點是降解產物易被機體吸收,但強度和加工性能較差,降解速度無法調節。
- 天然可降解無機材料。例如珊瑚是天然動物的骨骼,其中99%是磷酸鈣。再如,珊瑚羥基磷灰石(CHA)。它們都具有天然珊瑚的多孔結構,有較好的孔隙率。能和靶細胞很好的黏附,而不影響增殖、分化、成骨,是很好的骨組織工程材料。
- 合成可降解高分子材料。常用的可降解合成高分子材料有聚乳酸[poly(lactic acid),PLA],聚乙醇酸[poly(glycolic acid),PGA],聚己內酯(polycaprolactam, PCL),聚醚,聚碳酸酯等。這類材料的降解產物可在體內代謝排除,對機體無害,可塑性較好。其中PLA和PGA在組織工程中套用最廣泛。
- 合成可降解無機材料。常用的主要有磷酸鈣水泥(calcium phosphate cement,CPC),羥基磷灰石(hydroxyapatite,HA),磷酸三鈣( tricalcium phosphate, TCP),生物活性陶瓷如生物活性玻璃陶瓷( biological activity ceramic glass,BCG),細胞外基質陶瓷類材料等。
- 複合材料:通過結合不同材料的特點,結合相互的優勢來實現某些特定的功能。如:聚乳酸-羥基磷灰石。