基质提取成分支架材料一般为多种成分复合支架,其免疫原性体现为几种成分免疫原性的综合表现,因此,首先要明白其主要成分的免疫原性。
(1)胶原的免疫原性:胶原蛋白与其他许多蛋白质相比,其抗原性和免疫原性都很弱,因此长期被认为是安全的。但现今的免疫学分析和研究结果表明胶原仍存在着免疫原性。胶原蛋白的抗原决定簇大致可被分成3类。第一类是端肽。在2个不同种类的哺乳动物的胶原蛋白的非螺旋的末端区域中有很大的变化性,在这区域中几乎所有的氨基酸残基均表现出种属性变化。因此,大量的研究和目前的生产者都集中在如何完全去除端肽,认为去除端肽能降低胶原的免疫原性,Pelnac就是一种去除端肽的猪胶原蛋白海绵支架。第二类是位于天然胶原蛋白的三螺旋结构内的抗原决定簇,其会在分离和纯化过程中暴露出来。第三类是指完整的三螺旋结构。尽管端肽是胶原的免疫原性的主要部位,但胶原的整个三螺旋也显示出一定的免疫原性。
(2)壳聚糖类的免疫原性:壳聚糖具有活化巨噬细胞、诱导免疫调节因子的表达等功能,其结构中含有可衍生化的活性羟基氨基,正电荷密度高,有利于细胞的黏附,所以壳聚糖是一种良好的组织工程支架材料。壳聚糖及其衍生物具有良好的生物相容性,不与体液、组织和细胞产生明显的排斥反应,抗原性小。但是,壳多糖等多糖类支架材料缺乏细胞识别位点,不具备细胞行为的引导能力,所以,若在壳多糖类支架材料中引入细胞识别位点或与胶原复合,可增强其与特定细胞的相互作用,促进细胞发挥迁移、增生和特定基因表达的功能。因此,壳多糖类支架在组织工程上的应用多以复合支架的形式出现。
(3)透明质酸的免疫原性:根据Meyer研究发现,透明质酸的结构主要由双糖体,乙酰氨基葡糖以及葡糖醛酸,藉由-1-3键连接而成。透明质酸在自然界中广泛地存在于脊椎动物的结缔组织、黏液组织、眼球的晶状体及某些细菌的荚膜中。但是,无论来源为何,透明质酸的化学组成及结构均相同。同时,透明质酸与其他的葡糖胺聚糖如软骨素和硫酸软骨素不同,它的结构中蛋白质或硫酸不是共价键结合,因此单纯的透明质酸无免疫原性,不会引起免疫反应。
单一的天然成分均无明显的免疫原性,但在复合支架的应用过程中也会引起一定的免疫反应,是合成过程中天然成分因改性而产生的新的构象造成,还是多种成分之间的化学键造成还有待进一步研究。