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            具有天然各向異性結構和免疫調節功能的高強度納米微纖維編織支架

            3D打印前沿
            2024
            02/22
            11:58
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            供稿人:仝帥康、高琳
            供稿單位:西安交通大學機械制造系統工程國家重點實驗室
            來源:中國機械工程學會增材制造技術(3D打。┓謺

            肌腱是肌肉骨骼系統中提供正常關節功能的重要結締組織,全球每年進行3000多萬次肌腱相關手術,相關醫療支出超過1400億歐元。目前,已選擇自體移植物、同種移植物或異種移植物進行損傷肌腱的外科重建,但是仍然會存在供區發病率、過敏反應、潛在的疾病傳播和感染等一些不可避免的缺點。雖然由靜電紡絲組織工程肌腱支架的設計和開發能夠更好地仿生自然肌腱組織的大小、結構,誘導和加速受損肌腱組織再生。然而,其仍存在一些主要缺點,如物理結構不可控、生化成分不合適和機械性能較差,限制了靜電紡絲的實際應用。

            為了解決以上問題,上海交通大學醫學院聯合青島大學等人研制出一種新型的高強度納米微纖維編織支架,該支架具有天然的各向異性結構和免疫調節功能,可用于肌腱組織工程應用。用純聚L-乳酸(PLLA)或絲素蛋白(SF)/PLLA共混物制備了靜電紡絲納米纖維紗線,然后使用PLLA或SF/PLLA納米纖維紗線作為緯紗,與商業PLLA微纖維紗線作為經紗交織,以產生兩種新型的具有平面編織結構的納米纖維支架(nmPLLA和nmSF/PLLA)。


            圖1 mmPLLA、nmPLLA和nmSF/PLLA紡織品支架的制備和形態學觀察


            圖2 mmPLLA、nmPLLA和nmSF/PLLA組術后1個月、3個月和6個月再生組織的組織學分析

            體外實驗表明,與mmPLLA和nmPLLA編織支架相比,具有排列纖維形貌的nmSF/PLLA編織支架顯著促進肌腱細胞的粘附、伸長、增殖和表型維持,并且表現出最強的免疫調節功能,能夠有效地調節巨噬細胞向M2表型發展。體內實驗顯示,與其他兩組相比,nmSF/PLLA編織支架顯著促進了跟腱再生,并且 nmSF\/PLLA組再生組織具有與天然肌腱相當的優異生物力學性能?傮w而言,此研究提供了一種具有即用型特征的無生物策略,這為受損肌腱修復的臨床轉化提供了巨大的潛力。

            參考文獻:
            Cai J, Liu J, Xu J, et al. Constructing high-strength nano-micro fibrous woven scaffolds with native-like anisotropic structure and immunoregulatory function for tendon repair and regeneration[J]. Biofabrication, 2023.




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