仿生可降解组织工程纤维环支架的制备与评估

作者：张维昊; 徐宝山^*; 马信龙; 张杨; 郭悦; 杜立龙; 许海委; 张凯辉; 夏金健; 邵鹏飞

来源：中国组织工程研究, 2020, 24(04): 524-531.

• 聚己内酯
• 聚二恶烷酮
• 纤维环
• 仿生结构
• 支架
• 熔融纺丝
• 微米纤维
• 椎间盘

背景:构建既具有仿生结构又具备合适可降解性和良好生物相容性的组织工程纤维环支架仍是难点。目的:以聚己内酯和聚二恶烷酮为原材料制备仿生可降解支架并评估其作为组织工程纤维环支架的可行性。方法:通过熔融纺丝技术制备5组不同比例支架(聚己内酯组、聚己内酯/聚二恶烷酮分别为70/30、50/50、30/70组、聚二恶烷酮组)。扫描电子显微镜观察其结构、纤维直径、孔径;测量支架的力学性能和接触角;通过体外模拟和皮下埋植观察支架体外、体内降解情况;检测降解组织周围炎症因子白细胞介素1β和肿瘤坏死因子α的表达情况。接种人脐带间充质干细胞培养7 d,通过CCK-8和死活细胞检测细胞增殖和存活情况。实验于2016-03-02经天津市天津医院医学伦理委员会批准。结果与结论:(1)扫描电子显微镜观察显示各组支架纤维粗细均匀,纤维成60°角;(2)力学性能分析显示单纯聚二恶烷酮支架的拉伸和压缩模量最低,不符合纤维环力学要求;聚己内酯组的力学性能最佳,聚己内酯/聚二恶烷酮为70/30和50/50的支架力学性能适中;(3)亲水性检测结果表明聚二恶烷酮含量越多,支架亲水性越好;(4)支架降解情况分析显示,对于组织工程纤维环再生修复来说,单纯聚二恶烷酮和聚己内酯/聚二恶烷酮为30/70支架降解过快,聚己内酯组的降解过慢,聚己内酯/聚二恶烷酮为70/30和50/50的支架降解速率较合适;(5)降解组织周围炎症反应分析显示支架中聚己内酯比例越高炎症反应越严重;(6)CCK-8和死活细胞结果显示人脐带间充质干细胞在聚己内酯/聚二恶烷酮三组混合支架具有良好的增殖活性并且存活率高;(7)结果表明,采用熔融纺丝技术制备的聚己内酯/聚二恶烷酮为70/30和50/50两组支架能够模拟天然纤维环结构,同时具备合适可降解性、优越的力学性能和良好生物相容性,适合用于组织工程纤维环支架的构建。

• 单位
  天津医院; 天津医科大学