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2019-06-11
??形狀不規(guī)則骨缺損，或軟骨、肌腱、韌帶等軟組織與骨交界區(qū)的骨缺損治療是臨床難題。自體骨移植仍是骨修復(fù)的金標(biāo)準(zhǔn)，但自體骨來(lái)源有限、供體部位易發(fā)生病變、機(jī)械加工性能差等缺點(diǎn)嚴(yán)重限制其應(yīng)用。因此，便于手術(shù)微創(chuàng)、自適應(yīng)不規(guī)則骨缺損并促骨再生的組織工程支架有望成為理想的骨修復(fù)材料。
近日，東華大學(xué)俞建勇院士和丁彬教授研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了一種以無(wú)機(jī)納米纖維為主體，且在恒溫條件下可形狀恢復(fù)的三維纖維彈性支架。通常情況下，無(wú)機(jī)材料的固有脆性導(dǎo)致其難以構(gòu)建彈性三維纖維支架。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)溶膠-凝膠靜電紡絲法制備了像絲綢一樣柔韌的SiO2納米纖維膜，纖維膜可以像折紙一樣折疊展開(kāi)而不破損，納米纖維可以彎曲180°而不斷裂。進(jìn)一步將柔性SiO2納米纖維復(fù)合殼聚糖溶液經(jīng)過(guò)均質(zhì)分散-冷凍干燥制備出具有超彈性的SiO2納米纖維-殼聚糖（SiO2 NF-CS）三維支架。該支架在水環(huán)境中80%應(yīng)變循環(huán)壓縮下可完全恢復(fù)到初始高度和多孔結(jié)構(gòu)，具有快速恢復(fù)率(>500 mm min-1)和良好的抗疲勞性能(>10000次壓縮循環(huán))。
圖a-e為柔性SiO2納米纖維，圖f-m為SiO2NF-CS三維纖維支架
SiO2NF-CS纖維支架可在壓縮狀態(tài)下植入不同形狀的兔下頜骨缺損區(qū)域，吸收體液后快速恢復(fù)到初始形狀，并緊密貼合本體骨。移植到大鼠顱骨缺損區(qū)可促進(jìn)骨再生。該支架制備方法簡(jiǎn)便靈活，通過(guò)調(diào)控SiO2納米纖維與殼聚糖的注入比例，制備了形貌結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能呈梯度分布的支架，實(shí)現(xiàn)了生物礦化、間充質(zhì)干細(xì)胞分化梯度分布，在軟組織界面處的骨缺損修復(fù)中具有廣闊應(yīng)用前景。
彈性SiO2NF-CS纖維支架的體內(nèi)自適應(yīng)性及骨修復(fù)性能
該研究工作發(fā)表于Advanced Functional Materials雜志上，第一作者為東華大學(xué)博士生王利環(huán)，共同通訊作者為丁彬教授和李曉然教授。
全文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201901407
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