支撑组织修复及其无法愈合的细胞和分子机制仍然知之甚少,并且当前的治疗方法也很有限。创伤、手术、急性疾病或慢性疾病后的伤口愈合不良每年影响全世界数百万人,这是健康组织修复反应要素(包括炎症、血管生成、基质沉积和细胞募集)调节不良的结果。这些细胞过程中的一种或几种的失败通常与潜在的临床状况有关,例如血管疾病、糖尿病或衰老,这些都经常与愈合病理相关。寻找可能改善人体自然修复机制的临床策略需要基于对修复和再生的基本生物学的透彻理解。
组织工程经常涉及细胞和支架来替代受损或患病的组织。考虑到细胞是此类治疗剂的组成型生产者,它部分起源于影响胰岛素或神经营养因子等生物分子递送的手段。因此,细胞递送是组织工程所固有的。生物分子的受控释放也是实现细胞递送的重要工具,因为生物分子可以实现细胞植入、调节炎症反应或以其他方式有益于递送细胞的行为。我们描述了用于组织再生的细胞和生物分子递送的进展,重点是中枢神经系统(CNS)。
再生医学领域的主要挑战之一是如何通过治疗性地操纵组织在受伤或患病时形成疤痕的自然能力来优化体内的组织再生。通常是组织再生(疾病发作时激活的过程)与疤痕形成(疾病过程导致的结果)之间的平衡决定了组织或器官的功能能力。使用生物材料作为支架通常可以为正常组织边缘提供小距离再生的“桥梁”。较大的组织缺损间隙通常需要支架和细胞才能发生正常组织再生而不形成疤痕。各种策略可以帮助调节疤痕反应,并有可能增强组织再生。了解疤痕微环境、免疫系统、细胞外基质和炎症细胞因子等多变量相互作用的机制基础,可能有助于设计组织工程和伤口愈合策略,以有利于再生的方式直接调节愈合反应。