基于缝合线的药物持久释放:促进组织修复新策略

AMxiayounan有效修复肌腱等结缔组织一直以来是临床医学面临的重要挑战,因为肌腱修复过程可长达数周甚至数月,而修复后的组织往往很难达到原有的功能水平。在肌腱的修复初期,成纤维细胞的迁移和增殖直接决定了受损组织的修复程度,因此前几周的修复效果至关重要。为了促进修复过程并获得更好的修复效果,目前常用的策略是提高修复位置的初始强度,比如增强缝合线的力学强度以及优化受损组织的固定方法。但是这些手段都不能对修复部位中发生的一系列生理过程进行有效的控制。参照组织工程的策略(即结合生长因子、干细胞和支架材料),使用组织修复所需的生长因子是控制修复过程的强有力手段。然而如何实现在修复初期的数周内持续有效地传递这些生长因子则尤为关键。

佐治亚理工学院夏幼南教授指导的研究团队将目光集中在外科手术过程中经常使用的缝合线。通过利用简单的溶胀-冷冻干燥方法,他们成功改进了一种类电缆结构的缝合线,使其具有0.5~5 mm大小的多孔外壳而又不影响其力学性能。微孔结构的存在能够利用毛细作用将药物负载到缝合线管腔中,从而大大增加了负载量;另一方面,微孔结构还能够起到物理阻隔的作用,延缓后续负载的药物向外界释放。此外,相比于直接将药物涂在缝合线表面,多孔的外壳结构能够很好地在缝合组织的操作中保护负载药物,避免其在穿过组织的过程中损失掉。在本文中,通过使用纤维蛋白作为高分子载体,改进的缝合线能够实现至少140 pg/cm PDGF的负载量以及在体外释放时间达到11天以上。

我们相信多孔缝合线能够成为有效的药物传递手段,在临床肌腱的修复、伤口愈合的抗菌以及术后长期止痛等领域有着广阔的应用前景。相关论文在线发表在 Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201506242)上。