美開發(fā)出混合納米纖維生物材料

美開發(fā)出混合納米纖維生物材料

據(jù)物理學家組織網(wǎng)2012年8月6日報道，最近，賓夕法尼亞大學醫(yī)學院開發(fā)出一種新奇的混合納米纖維生物材料，可在整形外科手術中作為載荷支架或受傷組織補丁，既能為細胞提供足夠?qū)捤傻纳L空間，又能指示它們按肌理排列成新組織，比以往的生物材料更靈活而適合于人體。相關論文在線發(fā)表于美國《國家科學院學報》上。

奧林匹克運動員、體育愛好者容易受到前十字韌帶(ACL)損傷、膝蓋半月板開裂、旋轉(zhuǎn)肌邊創(chuàng)傷、筋腱斷裂等傷痛困擾。這些組織以肌肉纖維、膠原蛋白為基礎，有著精細三維結(jié)構(gòu)和規(guī)則的排列，非常結(jié)實而且能承受很大的機械負荷。

許多實驗室也一直在研究設計更好的治療措施，包括使用納米纖維支架。納米纖維支架能引導組織有規(guī)則地生長，但在目前的整形外科手術中，普遍使用的支架纖維很不靈活，而且擠壓得太緊，細胞不容易在上面附著生長。

為此，賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫(yī)學院整形外科手術與生物工程教授羅伯特·莫克和布倫登·貝克開發(fā)了這種新的混合纖維支架?；旌侠w維直徑為納米級，由緩慢降解纖維和水溶性纖維2種高分子聚合物制成。水溶性纖維可以被有選擇地溶解去除，以增加或減少纖維之間的空隙?；旌侠w維通過電紡技術織造，纖維本身可以溶解為帶電溶液，通過微噴的方式使溶液像雪一樣落在一個旋轉(zhuǎn)鼓上，形成精細而有彈性的微絲被收集起來。這種織物適合于醫(yī)療應用，可以在上面添加細胞，或者作為補丁直接植入體內(nèi)受傷組織的部位便于附近細胞生長。

增加可溶解纖維的比例，會使宿主細胞擴展生長的能力增強，最終實現(xiàn)完整一致的分布，形成真正的三維組織。即使最初植入的纖維要去掉50%以上，余下的支架仍足以支撐細胞，并利用產(chǎn)生膠原蛋白的細胞，直接形成一個高度組織化的細胞外模型，反過來這會讓生物材料更有伸展性。實驗室生長的半月板組織，幾乎能與真正的人體半月板媲美。

莫克說:“這種微纖維有著巨大的應用潛力，如作為一種過渡性空間支撐材料?！币酝纳锊牧现Ъ苡幸粋€常見現(xiàn)象，就是細胞只在纖維支架或襯墊的表面生長，用混合纖維制作的支架克服了這一缺點，能形成功能性的三維組織。

研究人員還指出，該研究標志著載荷纖維組織工程的進步，最終在再生醫(yī)學中也會獲得廣泛應用。目前，他們正在動物身上測試這些新材料，將它們用于半月板修復及其他整形外科手術。

(來源:科技日報)