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[分享] 可注射磁性定向电纺纤维用于神经再生

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爱我中华

发表于 2019-1-4 18:50:18 | 显示全部楼层 |阅读模式

用于再生医学的生物材料往往通过模仿细胞外基质结构而设计。电纺技术能够生产出高表面积-体积比的纤维结构,易于进行各种修饰用来递送干细胞、药物或基因到需要再生的组织微环境中。而且,高度有序的电纺纤维可模仿中枢神经系统白质神经束中有序的轴突结构。Hurtado等人发现在脊髓损伤模型中用高度有序的电纺纤维比随机方向的纤维支架能产生更加强健的有方向性的轴突再生。

虽然有序的纤维管可以促进再生,但大多研究只能通过侵入性开放式的外科手术移植具有一定力学强度的支架到完全或不完全脊髓横断模型中来维持纤维的有序性。而开放式的手术往往面临着感染及二次破坏未损伤的白质纤维等风险。目前,最普遍的微创生物材料移植方法是通过注射水凝胶填充不规则损伤区域,但注射含电纺纤维的水凝胶很难保持纤维的有序性。目前已有研究证实了用磁力辅助来在原位形成各向异性的结构的可行性,因此通过可注射定向长纤维来提供连续的“地形支架”,引导促进神经突生长的策略是可能实现的。


近日,来自美国伦斯勒理工学院的Ryan J.Gilbert团队研发了一种磁性电纺纤维材料。他们把油酸包裹的超顺磁性氧化铁纳米颗粒混合进8%的聚L-乳酸电纺溶液,溶解后立即进行静电纺丝,通过旋转生产出有序的纤维层。通过与细胞共培养,显示这种材料有很好的生物相容性。

团队将上述纤维层裁剪成3mmX 5mm片段,制成可通过针孔与胶原或纤维蛋白原水凝胶一起注射的纤维束。注射后通过外加磁场进行纤维原位定向,直到水凝胶凝固。撤去磁场后纤维束依旧保持对齐形态,用于引导神经突生长(如图)。体外三维培养背根神经节的实验表明,与单纯使用水凝胶相比,这种有序的纤维材料可使背根神经节的轴突伸长1.4-3倍。结果表明掺入油酸包裹的氧化铁纳米颗粒后可显著增加神经突生长,增加纤维有序性及电纺纤维表面的纳米拓扑结构。

该成果于近日发表于ACS Applied Materials & Interfaces 杂志。该研究表明这种磁性静电纺纤维支架可以在磁场的作用下进行原位注射和操作,为可注射水凝胶中的神经元提供定向指导,并引导神经突生长,该方法可以作为一种用于神经损伤治疗的简单有效的策略。





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发表于 2019-1-4 21:27:36 来自手机 | 显示全部楼层
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