上海交大崔文国等人：生物水凝胶电纺纤维促进脊髓再生

作为中枢神经系统的组成部分，脊髓不仅在维持生命体征方面起着至关重要的作用，而且还维持着运动和感觉系统的正常功能。脊髓固有的再生能力差，以及其复杂的先天结构，使许多修复脊髓损伤的研究并不理想。生物支架应具有良好的生物相容性，促进神经细胞粘附，高含水率，满足细胞代谢需要，高渗透性，定向的三维纤维结构，促进细胞迁移，引导轴突延伸等具体要求，具有良好的柔韧性，能够抵抗各种应力下的变形。然而，由于脊髓结构和性能的复杂性，很难建立具有特定微观结构和适当力学性能的天然高分子水凝胶支架。

作为组织工程支架最常用的形式，水凝胶具有与软组织相似的高含水率和可变力学性能的固有特性。通过调整浓度、交联度、凝胶时间、含水率、力学性能，可定制适合特定组织需要的水凝胶。然而，由于其体积特性，很难在微/纳米水平上实现定向纤维结构。与合成聚合物不同，天然聚合物被认为不适合电纺过程，因为形成的纤维由于其固有的亲水性，很容易在吸湿的情况下再溶解。因此，在保持柔性和高弹性力学性能的同时，很难获得稳定的微取向结构。

图： 生物水凝胶电纺纤维制备工艺流程图

近日，上海交大崔文国等人采用光交联凝胶和电纺技术构建了一种修复脊髓损伤的仿生取向水凝胶电纺微纤维束。首先利用改进的平行电极棒制备了取向良好的凝胶纤维束，然后将与轴突方向一致的取向凝胶纤维束成功捕获于光交联溶液中，这对于指导神经细胞的迁移和轴突的延伸至关重要。过甲基丙烯酸酯基团与明胶主链的结合，明胶在紫外光(UV)作用下具有共价交联的能力(图1)，在不影响明胶细胞相容性的情况下，通过延长光敏分子的分子链可以得到高含水率和软弹性性能。类似于脊髓细胞外基质(ECM)的柔软性，促进神经干细胞向神经元细胞定向分化，促进支架内血管生成。高粘弹性使支架在没有骨性椎管保护的情况下能够抵抗变形。排列整齐的微/纳米纤维结构可以指导轴突的伸展。在体外和体内研究中发现，仿生脊髓支架具有支持细胞增殖和分化的潜能，具有高效修复脊髓损伤的通用性。

论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.201806899

链接地址：http://www.espun.cn/news/detail-675.html