改进的发泡技术制备新型三维静电纺丝纤维支架

由于其生物仿生的特性,静电纺丝纳米纤维在再生医学和伤口愈合方面的应用具有很大的潜力。但是,由于其自身内在的缺陷,传统的静电纺丝纳米纤维膜通常堆积地非常致密导致孔径太小从而限制了细胞的渗透和三维组织的再生。为了解决这个问题,研究人员尝试了几种不同的方法。不幸的是,这些制备三维静电纺丝纳米纤维支架的方法局限于凌乱的纤维或者限定在一些特定的材料。而且,这些支架通常只有有限的厚度,限定的几何形状,和不可控的孔隙率。另外,这些支架的结构不规整缺少各向异性的纳米形貌。因此,这些支架不适合于高度规整的组织的再生例如肌腱,神经,和肌肉等。Untitled

近期,内布拉斯加大学医学中心谢敬伟研究团队应用改进的发泡技术和自制的模具制备出具有层状结构的三维静电纺丝纳米纤维支架。这种支架具有厚度可控大小尺寸可控并且可以保持纳米纤维的取向。大鼠皮下移植之后,在膨胀的支架里可以观测到明显的细胞渗透和新血管的形成而传统的静电纺丝纤维膜只在表面上有细胞的粘附。在八周内细胞可以渗透到整个膨胀的支架。相比较传统的静电纺丝膜,膨胀的三维支架显示出较薄的胶原蛋白纤维包裹层。另外,膨胀的纤维支架内部可以观测到渗透的不同表现型的巨噬细胞和诱导形成的非均相的多核巨细胞 (具有CD68, CCR7, 或者 CD163标记)。这可能对新血管的形成和组织再生的过程起到重要的作用。相关结果发表在Advanced Healthcare Materials   (DOI: 10.1002/adhm.201600808)上。

这种新型的三维静电纺丝纳米纤维支架具有广阔的生物医学应用前景,比如在原位的组织修复/再生, 体外三维的组织模型的制备(针对药物筛选和分子生物学的研究),体外三维组织的制备(针对组织缺损的移植),和伤口纱布等。此外,这种新型的三维静电纺丝纳米纤维支架或许可以应用在气/固和液固的分离或能源领域。

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