大面積骨缺損通常是由創(chuàng)傷和疾病引起的,骨組織修復(fù)一直是臨床面對的重大挑戰(zhàn)之一。與自然細(xì)胞外基質(zhì)形態(tài)和結(jié)構(gòu)相似的靜電紡絲纖維支架在骨組織工程中備受關(guān)注。但是,由于其自身內(nèi)在的缺陷,傳統(tǒng)的靜電紡絲納米纖維膜纖維之間的空隙一般來說都相當(dāng)致密,其孔徑太小從而限制了細(xì)胞的滲透和三維組織的再生。這些缺陷也一定程度上限制了靜電紡絲在骨組織工程領(lǐng)域的應(yīng)用。因此,曼徹斯特大學(xué)李加深團(tuán)隊通過結(jié)合靜電紡絲,選擇性溶解和控制成孔技術(shù),設(shè)計了一種全新的策略用來制備具有可控宏觀孔隙結(jié)構(gòu)的三維聚乳酸/聚己內(nèi)酯海綿狀支架。
圖一:聚乳酸/聚己內(nèi)酯三維多孔海綿狀支架的制造。
圖三:三維支架的微觀結(jié)構(gòu),親水性,力學(xué)性能以,生物相容性以及HE染色切片。
圖三展示了三維支架的表征結(jié)果1、通過選擇性溶解技術(shù),我們成功地改變了電紡絲纖維的微觀結(jié)構(gòu),使得纖維之間出現(xiàn)了明顯的粘連。這種粘連是由于在高速分散過程中,部分聚己內(nèi)酯溶解在丙酮中,然后在三維支架成型干燥后,殘余的聚己內(nèi)酯作為粘合劑將電紡絲纖維牢固地粘結(jié)在一起。這種方法使得最終的三維支架結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。 2、由于最終的支架成海綿狀,并且由于添加了生物玻璃,這種多孔結(jié)構(gòu)的海綿擁有優(yōu)良的親水性,初始水接觸角降至79.7°,并且它能夠在2秒內(nèi)完全吸收水滴。3、通過添加生物玻璃顆粒顯著提高了多孔結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。帶有生物玻璃顆粒海綿的壓縮應(yīng)力是普通海綿的兩倍多。4、三維海綿狀支架展現(xiàn)了良好的生物相容性。更關(guān)鍵的是,百微米級高度連通的孔隙結(jié)構(gòu)促進(jìn)了細(xì)胞在支架內(nèi)部的滲透、養(yǎng)料輸送以及廢物排放。
本研究提供了一種全新的方法,可以制造可控宏觀孔隙結(jié)構(gòu)的三維海綿狀骨支架。此外,這種新方法改進(jìn)了靜電紡絲作為生物材料的使用形式,并為三維電紡絲支架的設(shè)計和制備提供了全新的思路。
論文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813024024930
- 中國計量大學(xué)衛(wèi)國英/吉翠萍 Adv. Sci.:在微流控靜電紡絲技術(shù)制備高效自修復(fù)性能的防腐蝕涂層方面取得重要進(jìn)展 2024-12-31
- 哈工大程鳳/齊大栗洪彬/新國大Tan Swee Ching團(tuán)隊 AFM:基于靜電紡絲技術(shù)的組織修復(fù)支架 2024-12-04
- 上海理工王世革/李貴生、港大徐立之 ACS Nano 綜述:基于靜電紡納米纖維的柔性電子器件研究進(jìn)展 2024-11-09
- 北化楊衛(wèi)民/李好義團(tuán)隊《Compos. Part A》:電紡紗線綠色高效短流程制備技術(shù)取得新進(jìn)展 2025-05-15
- 青科大烏皓/段詠欣/張建明Macromolecules:聚甲基丙烯酸甲酯接枝纖維素納米晶在聚乳酸對映體共混物中選擇性成核機(jī)制研究 2025-03-05
- 寧波材料所汪龍/川大楊偉 Macromolecules:具有可控泡孔尺寸的超韌聚乳酸共混物泡沫 2024-11-12
- 北航樊瑜波教授、李曉明教授 AFM:構(gòu)建負(fù)載姜黃素的PLLA/PCL微納共軛纖維膜從多個角度協(xié)同防止術(shù)后粘連 2024-09-02