第五节　组织再生材料微环境研究的展望

本章作者将组织再生微环境细分为材料微环境、组织微环境和两者融合后所变化了的动态微环境。如果将细胞和周围的组织也看作广义“材料”的话，组织再生微环境其实可统一归结为一种复杂多样且伴随动态变化的材料微环境。后续我们分别从材料化学微环境、材料物理微环境和材料纳米因素等角度出发总结了当前科研界的研究进展。

这些有趣而极具价值的科研论文借助各自独到的材料技术手段探讨了原本相互交织、难以阐明的细胞-材料微环境相互作用中的若干基本科学问题。相关研究进展从多角度独立确证了多种材料微环境能够对细胞的黏附、取向、增殖、迁移和分化等行为产生显著性影响，并拓展了对细胞行为调控因素的认识。这为深入而全面地理解材料微环境对细胞行为的影响和调控这个经典难题提供了重要的参考价值，也为再生医学领域中新型生物医用材料的设计和研发奠定了部分理论基础。

当然，在组织再生微环境相关研究领域中，同时也还存在着诸多基础科学问题与应用科学问题亟待解决。这些问题包括但不限于以下内容。

1.动态微环境的影响研究需要进一步的拓展深入

相对于各类静态微环境因素来说，虽然对动态微环境也有少量研究（如本章作者课题组的近期工作），但是，目前关于动态微环境的影响研究还相对欠缺，当然这与人们对动态微环境的了解程度不足以及动态微环境本身的构建难度较大有很大的相关性。随着材料制备技术与工程技术的发展，后续需要通过材料和工程手段的融合来达到在体外模拟组织修复动态微环境的目的，即调节组织修复过程中材料微环境与组织微环境交互作用形成的新的动态微环境，进而考察其对细胞行为和功能的影响。相关研究能够在体外便捷、有效地评估各类动态材料微环境的实际效应与功能。

2.各类再生微环境是否存在协同效应有待研究

前述大量研究已通过借助独特的材料手段考察并确证了多种单一因素对细胞行为的影响，这在基础研究领域是不可或缺的步骤。然而，当我们将多种有利因素结合到一种或一类基底材料上时，两种甚至多种因素间是否具备协同效应还需要进一步的实验验证。此类研究能够帮助我们确定调控细胞特定功能的主要因素与次要因素，以及获得这些因素间的相互作用信息，进而为高效指导生物材料的设计提供直接帮助。

3.动物体内的微环境效应研究亟待加强

前述大量研究结论均是基于体外细胞培养实验得出，当然这些体外实验有助于排除干扰因素的影响进而确证单因素的确切效应。然而，这些基础研究的最终目的仍然在于指导体内实验并推进其最终的临床应用，因而各类材料微环境因素对体内细胞行为甚至组织再生过程是否具备同样的作用效果还需要大量动物实验结果加以验证考察。

4.结合基础科学研究进行成果转化

利用所研究的体内外规律和知识指导新型生物材料和组织再生微环境的设计，进而开展临床前的动物实验甚至后续临床实验考察，或结合这些基础研究知识指导现有产品的升级换代，如进行特殊的表面或本体改性，进而提升现有生物材料或医疗器械产品的生物疗效及生物安全性能。

（丁建东　姚响）