具有天然各向異性結構和免疫調節(jié)功能的高強度納米微纖維編織支架

供稿人：仝帥康、高琳
供稿單位：西安交通大學機械制造系統(tǒng)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?br />
肌腱是肌肉骨骼系統(tǒng)中提供正常關節(jié)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(yī)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(qū)發(fā)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(fā)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(yī)學院聯(lián)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(jié)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(yè)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(tài)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(xiàn)出最強的免疫調節(jié)功能，能夠有效地調節(jié)巨噬細胞向M2表型發(fā)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?shù)膬?yōu)異生物力學性能。總體而言，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.