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用于软组织再生的仿生柔性网络支架

用于软组织再生的仿生柔性网络支架

在临床环境中的合成支架植入过程中,移植物-宿主机械失配是软组织再生的一个长期存在的问题。尽管生物工程师为解决这一挑战付出了巨大努力,但与自体移植物相比,合成支架的再生性能可能会受到组织生长缓慢以及机械缺陷的限制。

在《科学进展》杂志上的一篇新报告中,曹顺泽和中国清华大学工程、力学和骨科科学家团队开发了一类柔性网络支架,用于精确设计非线性机械响应。由此产生的组织支架通过减少移植物-宿主机械失配来增加组织再生。

它们包括一个带有柔性网络支架的管状网络框架,具有弯曲的微结构,可以构建所需的机械性能,并为细胞生长提供合适的微环境。科学家们使用具有坐骨神经缺陷或跟腱损伤的大鼠模型来展示超越临床批准的电纺导管支架的优越再生性能。

适合临床前转化的生物工程组织支架

神经和血管、肌腱、韧带和软骨的软组织损伤是世界范围内的一个重大健康问题。临床上,自体移植和同种异体移植是临床常用的治疗周围神经缺损的手术方案,但面临着来源有限和伦理问题等明显的局限性。

用于软组织再生的人工支架可以轻松绕过这些限制,以获得有希望的再生结果。然而,由于人工支架的高刚度与受体组织之间的机械不匹配,生物相容性支架的转化潜力对于组织再生仍然具有挑战性。

生物学家 Lecuit 表示,“当形状发挥作用时,力就会在每一个实例中发挥作用。”在这项工作中,曹及其同事介绍了一种仿生柔性网络支架的合理设计方法,以复制组织的非线性机械响应,并通过移植物和宿主更大的生物相容性来引导组织再生。

研究人员开发了一种柔性网络,并将该支架植入大鼠坐骨神经和跟腱缺损模型的动物实验中,以获得临床软组织修复的有希望的结果。