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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的金標準，但自體骨來源有限、供體部位易發(fā)生病變、機械加工性能差等缺點嚴重限制其應用。因此，便于手術(shù)微創(chuàng)、自適應不規(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材料。
近日，東華大學俞建勇院士和丁彬教授研究團隊設計制備了一種以無機納米纖維為主體，且在恒溫條件下可形狀恢復的三維纖維彈性支架。通常情況下，無機材料的固有脆性導致其難以構(gòu)建彈性三維纖維支架。研究團隊通過溶膠-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而不破損，納米纖維可以彎曲180°而不斷裂。進一步將柔性SiO2納米纖維復合殼聚糖溶液經(jīng)過均質(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%應變循環(huán)壓縮下可完全恢復到初始高度和多孔結(jié)構(gòu)，具有快速恢復率(>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)可促進骨再生。該支架制備方法簡便靈活，通過調(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)、力學性能呈梯度分布的支架，實現(xiàn)了生物礦化、間充質(zhì)干細胞分化梯度分布，在軟組織界面處的骨缺損修復中具有廣闊應用前景。
彈性SiO2NF-CS纖維支架的體內(nèi)自適應性及骨修復性能
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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