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  軟組織受到外部創(chuàng)傷或內(nèi)部病理性擴(kuò)張，牽拉和壓迫的誘因下發(fā)生不同程度的撕拉，下垂甚至斷裂，或由于積累性損傷所導(dǎo)致其形態(tài)和力學(xué)特性被破壞，軟組織變得松弛從而失去支撐作用。傳統(tǒng)的手術(shù)療法是有創(chuàng)的，因機(jī)械的牽拉固定，不但并發(fā)癥多而且容易復(fù)發(fā)，因而已被淘汰；取而代之的自體或異體組織移植，因簡單的填滿缺損的軟組織，但是仍無法解決松弛的組織回縮，從而實(shí)現(xiàn)功能恢復(fù)的問題。因此，微創(chuàng)的實(shí)現(xiàn)松弛軟組織的再生，緩慢恢復(fù)其結(jié)構(gòu)完整和功能重建是醫(yī)療界一直存在的挑戰(zhàn)。

  基于此，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院/上海市傷骨科研究所崔文國教授團(tuán)隊(duì)和上海交通大學(xué)附屬國際和平婦幼保健院陳信良教授團(tuán)隊(duì)通過靜電紡絲制備的熱收縮的PLGA靜電紡纖維膜膠帶，粘附于松弛的軟組織筋膜上，在體溫下PLGA納米纖維膜收縮引起松弛筋膜牽拉回縮，與此同時(shí)，回縮的機(jī)械刺激轉(zhuǎn)化成調(diào)控成纖維細(xì)胞行為的外部信號，從而無創(chuàng)的促進(jìn)松弛筋膜組織結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù)。該研究以題為“Heat-Shrinkable Electrospun Fibrous Tape for Restoring Structure and Function of Loose Soft Tissue”的論文發(fā)表在國際權(quán)威期刊Advanced Functional Materials（2020,2007440.）

圖1：熱收縮電紡纖維膠帶收縮行為及其修復(fù)松弛的軟組織修復(fù)

  靜電紡絲是高分子聚合物在靜電場下快速定型，形成高度無規(guī)則高分子鏈網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)電場能量的存儲。非結(jié)晶型聚合物在溫度升高的時(shí)候，儲存的內(nèi)部電場能逐漸釋放，分子鏈內(nèi)部重新排布，并趨于整體纖維膜收縮。此外，再生醫(yī)學(xué)越來越關(guān)注外部物理刺激對調(diào)控細(xì)胞行為及組織再生的影響，盡可能通過材料本身特性來達(dá)到組織修復(fù)的目的。本研究，非結(jié)晶型聚合物PLGA用來構(gòu)建熱收縮納米纖維膜膠帶。PLGA在37°C環(huán)境下四天內(nèi)收縮了40%，收縮前后纖維絲相互聚攏。此外，PLGA納米纖維膜在收縮的同時(shí)，外部收縮力轉(zhuǎn)化成調(diào)控成纖維細(xì)胞的機(jī)械刺激，從而促進(jìn)機(jī)械刺激敏感的共轉(zhuǎn)錄因子YAP轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，進(jìn)而促進(jìn)成纖維細(xì)胞分泌膠原蛋白和組織修復(fù)，最終實(shí)現(xiàn)軟組織結(jié)構(gòu)和功能上的重建。

圖2. 體外生物學(xué)評價(jià)及相關(guān)因子的表達(dá)

  通過構(gòu)建家兔腹部筋膜缺損模型，將熱收縮納米纖維膜用生物膠水粘貼到缺損筋膜組織表面，分別在1W、4W觀察組織修復(fù)進(jìn)展。研究結(jié)果顯示，與其他實(shí)驗(yàn)組相比，PLGA組筋膜組織修復(fù)較為完整，組織界限清晰，且再生組織中膠原含量和新生血管明顯較多。說明熱收縮納米纖維膜膠帶能夠顯著改善筋膜軟組織再生，從而實(shí)現(xiàn)組織結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)。

圖3.體內(nèi)兔腹部筋膜重建評價(jià)

  結(jié)論：在本研究中，通過靜電紡絲成功構(gòu)建了一種簡單的熱收縮微納米纖維膜膠帶用于修復(fù)松弛的軟組織，通過纖維膜的自發(fā)收縮，不僅在宏觀上拉攏松弛的軟組織達(dá)到結(jié)構(gòu)修復(fù)，巧妙地將收縮力轉(zhuǎn)換成調(diào)控細(xì)胞行為的外部刺激，通過機(jī)械刺激敏感的共轉(zhuǎn)錄因子促進(jìn)組織修復(fù)相關(guān)基因的上調(diào)，實(shí)現(xiàn)軟組織功能上的重建。這些發(fā)現(xiàn)突出了對新的再生醫(yī)學(xué)材料的需求，這些材料可以從宏觀和微觀兩個(gè)角度更準(zhǔn)確地捕捉天然組織的機(jī)械特征達(dá)到組織再生的目的。綜上所述，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建的熱收縮的靜電紡纖維膠帶作為結(jié)構(gòu)和功能恢復(fù)的具有很強(qiáng)的實(shí)用性。

  論文第一作者為齊曼古麗·賽丁、金晶，論文通訊作者為陳信良教授和崔文國教授。該研究得到了國家自然科學(xué)基金委和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目支持。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202007440