大面积骨缺损通常是由创伤和疾病引起的,骨组织修复一直是临床面对的重大挑战之一。与自然细胞外基质形态和结构相似的静电纺丝纤维支架在骨组织工程中备受关注。但是,由于其自身内在的缺陷,传统的静电纺丝纳米纤维膜纤维之间的空隙一般来说都相当致密,其孔径太小从而限制了细胞的渗透和三维组织的再生。这些缺陷也一定程度上限制了静电纺丝在骨组织工程领域的应用。因此,曼彻斯特大学李加深团队通过结合静电纺丝,选择性溶解和控制成孔技术,设计了一种全新的策略用来制备具有可控宏观孔隙结构的三维聚乳酸/聚己内酯海绵状支架。
图一:聚乳酸/聚己内酯三维多孔海绵状支架的制造。
图三:三维支架的微观结构,亲水性,力学性能以,生物相容性以及HE染色切片。
图三展示了三维支架的表征结果1、通过选择性溶解技术,我们成功地改变了电纺丝纤维的微观结构,使得纤维之间出现了明显的粘连。这种粘连是由于在高速分散过程中,部分聚己内酯溶解在丙酮中,然后在三维支架成型干燥后,残余的聚己内酯作为粘合剂将电纺丝纤维牢固地粘结在一起。这种方法使得最终的三维支架结构更加稳定。 2、由于最终的支架成海绵状,并且由于添加了生物玻璃,这种多孔结构的海绵拥有优良的亲水性,初始水接触角降至79.7°,并且它能够在2秒内完全吸收水滴。3、通过添加生物玻璃颗粒显著提高了多孔结构的力学性能。带有生物玻璃颗粒海绵的压缩应力是普通海绵的两倍多。4、三维海绵状支架展现了良好的生物相容性。更关键的是,百微米级高度连通的孔隙结构促进了细胞在支架内部的渗透、养料输送以及废物排放。
本研究提供了一种全新的方法,可以制造可控宏观孔隙结构的三维海绵状骨支架。此外,这种新方法改进了静电纺丝作为生物材料的使用形式,并为三维电纺丝支架的设计和制备提供了全新的思路。
论文链接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813024024930
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