1.típusú kollagén
2.8.8.3 glikozaminoglikánok
az I. típusú kollagén mátrixokhoz hasonlóan a kollagént/glikozaminglikánokat is különféle kísérletekben tanulmányozták. A legtöbb mátrix térhálósított, ami késlelteti a reszorpciót és hosszabb ideig megőrzi az állványok integritását (Pieper et al., 2000b). Az, hogy térhálósítást alkalmaznak-e vagy sem, függ az alkalmazástól és attól az időtől, amelyet szükségesnek tartanak ahhoz, hogy az állvány vagy a bevonat in situ maradjon. Különösen a bevonatok esetében ez csökkenti a térhálósodás szükségességét, mivel a háromdimenziós, porózus szerkezet megőrzése itt nem kérdés, és a legtöbb kísérlet azt mutatja, hogy a bevonatok hatása viszonylag korai.
a glikozaminoglikánok közül a hialuronsav kissé külön helyet foglal el. Nem szulfatált állapota miatt kevés kölcsönhatás van a növekedési faktorokkal vagy más ECM komponensekkel; a HyA fő hatása a mérete (Lásd még 2.8.3 pont). Vannak olyan alkalmazások, mint a bőr helyettesítő, ahol a kollagén / HyA membránok kimutatták, hogy jó kompatibilitás és alacsony ingerlékenység (Koller et al., 2000), de az esetek többségében a szulfatált Gag-eket használták.
ha a gag-eket kollagén mátrixokkal kombinálják, különféle hatások vannak, például befolyásolják a gyulladás folyamatát és az idegen test válaszát, ezt a megfigyelést ismételten jelentették. Patkányokban mind a CS, mind a HS kollagénnel kombinálva elősegíti az új gazdaszövet képződését, csak átmeneti gyulladásos válasz és csökkent idegen test reakció (Pieper et al., 2000B), és a makrofágok aktivitása jelentősen csökkent a titán kollagén / CS bevonata körül (Rammelt et al., 2007).
az implantátumok csontos integrációjában, beleértve a gag-eket is, pozitív eredményekhez vezetett, bár a mechanizmusok várhatóan némileg eltérőek lesznek. A kollagén / CS bevonatok következetesen azt találták, hogy nagyobb csonttérfogatot és csontimplantátumot biztosítanak, mint a kollagén önmagában a titán implantátumok esetében mind a fiatalkori, mind a felnőtt minipig alsó állkapocsban (Stadlinger et al., 2008c); ezek a hatások ismét a korai szakaszban voltak, és 2 hónap után kiegyenlültek (Stadlinger et al., 2009). Érdekes módon a kollagén/CS implantátumok extrakciós nyomatéka a juh sípcsontjában a hidroxil-apatit bevonatok régiójában volt (1153 vs 1088 NMM a kollagén/CS esetében), és magasabb, mint a kollagén (900 Nmm), annak ellenére, hogy 2 hónap elteltével a csontok elhelyezkedésének különbségei már nem voltak szignifikánsak (Ferguson et al., 2008).
az alacsony szulfatált shya kollagén bevonatok szintén jelentősen megnövelték a csonttérfogat sűrűségét a bevonat nélküli kontrollhoz képest 8 hét merülő gyógyulás után; érdekes módon a megnövekedett GAG szulfatációs fok (magas szulfatált sHA) nem mutatott összehasonlítható növekedést (Stadlinger et al., 2012). Nyilvánvaló, hogy a CS és sHyA származékok alacsony szulfatációs szintje előnyös a peri-implantátum csontképződéséhez, míg a magasabb szulfatációs fok káros hatással van. A collagen-CS és collagen-sHyA pontos hatásai in vivo azonban még mindig nem tisztázottak, és további vizsgálatokat igényelnek.
a sejtek szintjén mind a kollagén, mind még inkább a kollagén / CS esetében a releváns sejttípusok gyorsabb megjelenése volt a bevonat nélküli, rácsos robbantott implantátumokhoz képest, és az osteoblast differenciaton, valamint az osteoblast aktivitás mind a kollagén körül nőtt (Sverzut et al., 2012) és collagen/CS (Rammelt et al., 2007). Ez jelentősen fokozott csont-átalakulást eredményez a csontgyógyulás korai szakaszában, ami tükröződik a csontimplantátum érintkezésében 4 hét után: 89% kollagén/CS, 76% kollagén és 62% bevonat nélküli implantátumok esetén (Rammelt et al., 2006). Ezenkívül a makrofágok és az osteoclast aktivitás jelentősen csökkent a kollagén/CS bevonatok körül egy patkánymodellben, ami megegyezik az angiogén vizsgálatokban tett megfigyelésekkel (Rammelt et al., 2007). A felszíni topográfia és az állatmodell hatását szemlélteti az a tény, hogy a foxhound mandibula esetében a megmunkált és savval maratott titánminták esetében a csontimplantátum érintkezését mindkét esetben kollagén/CS bevonatok fokozták, de a különbségek csak a megmunkált felületeknél voltak szignifikánsak (Schliephake et al., 2009).
a növekedési faktorok alkalmazása a szövetek regenerálásában számos hordozó kialakulásához vezetett, de jelentős hátránya továbbra is az a tény, hogy a kívánt hatások eléréséhez nagyon nagy mennyiségű növekedési faktort kell használni. Kisebb mennyiségeket lehet elérni adszorpciós immobilizálásával például BMP – 2 kollagén bevonatok gyakran nincs jelentős hatása in vivo (Schliephake et al., 2005), bár a sejttenyészet eredményei ígéretesek voltak. Ez minden bizonnyal egy olyan szempont, ahol hasznos lehet olyan mátrixkomponensek felvétele, amelyekről ismert, hogy kölcsönhatásba lépnek a növekedési faktorokkal, és a gycosaminoglikánokról leírták, hogy kölcsönhatásba lépnek a növekedési faktorokkal. Az ilyen összetevőket tartalmazó mátrixok használata az aECM bevonatok növekedési faktorok megkötésére és szállítására való képességének növelése érdekében logikus megközelítés. A csont esetében a legtöbb érdeklődés a BMP-kre összpontosít; a BMP-2 és a BMP-4 ismert, hogy csontképződést indukál, amikor in vivo olyan hordozókból szabadul fel, mint a kollagén gyapjú. A válasz kiváltásához szükséges magas BMP-mennyiségeket használva (ezek általában a 6G tartományban vannak), a kollagén/heparin mátrixok nemcsak in vitro, hanem in vivo is fokozzák a BMP által indukált osteoblast differenciálódást, a mechanizmus valószínűleg a növekedési faktorok védelme a lebomlástól, valamint a BMP antagonisták gátlása (Zhao et al., 2006). Az alacsonyabb BMP mennyiségeknél, amelyeket a titán implantátumok kétdimenziós bevonatain lehet rögzíteni, a helyzet más. Itt sem látható BMP-hatás (Schliephake et al., 2009), vagy káros. A minipig állkapocsban a csont implantátum érintkezése a kollagén/CS esetében 40% volt, de a kollagén/CS/BMP-4 esetében csak 27% (Stadlinger et al., 2007, 2008b). Ez azt jelzi, hogy az aECM által kínált lehetőségek teljes skálájának kihasználásához még sokat kell tanulni arról, hogy az ECM összetevői és az oldható tényezők hogyan hatnak egymásra, valamint a gazdaszövet sejtjeivel és fehérjéivel a gyógyulás folyamatában.
egy másik szempont az angiogenezis. A gag-ekről azt írták le, hogy szerepet játszanak az indukálásában és előmozdításában, ami kiemelkedően fontos, különösen a háromdimenziós konstrukciókban. Itt olyan bioanyagok érdekesek, amelyek kódolhatják a mátrixsejteket, amelyek szabályozzák és fokozzák a vaszkuláris progressziót azáltal, hogy reprodukálják a mátrix, a sejtek és az angiogén tényezők közötti Természetes kölcsönhatást. Patkánymodellben a kollagén mátrixok mind HS-vel, mind heparinnal javultak angiogenezis önmagában a kollagénnel szemben (Pieper et al., 2000B; Steffens et al., 2004), hátránya, hogy a vaszkularizáció növekedése csak a periférián volt, valószínűleg átmeneti (Pieper et al., 2002). Ezt növekedési faktorok hozzáadásával lehet legyőzni: A VEGF tovább növelte a kollagén/heparin mátrixok angiogén potenciálját (Steffens et al., 2004), és a bfgf kollagénnel/HS-vel kombinálva olyan állványokat eredményezett, amelyek vaszkularizáltak maradtak a mátrixban egy 10 hetes implantációs időszak alatt. Ezenkívül intenzív és elhúzódó szöveti választ mutattak ki, és jelentősen elősegítették az új szövetek kialakulását (Pieper et al., 2002). A legérdekesebb tény itt az, hogy a bfgf hozzáadása a kollagén mátrixhoz ugyanolyan átmeneti és perifériás hatást fejt ki, mint a növekedési faktor nélküli kollagén/HS mátrix, ami azt jelzi, hogy a HS nemcsak közvetlenül befolyásolja az angiogenezist, hanem szinergikusan működhet a bFGF-fel. A hya beépítése a mátrix specifikus helyére további érdekes lehet, mivel a hya növekedése a kollagén állványokban a HS-vel és a heparinnal ellentétes módon működik, gátolja a csírázást, és a kombináció így felhasználható az ér növekedésének irányítására (Borselli et al., 2007).
