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静电纺纤维用于骨修复与再生

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-07-17  来源:静电纺丝进展  浏览次数:59
核心提示:由于静电纺超细纤维可以高度模拟细胞外基质纤维的成分和结构,同时静电纺可降解纤维中还可以载入药物,达到对药物的控制释放,
       由于静电纺超细纤维可以高度模拟细胞外基质纤维的成分和结构,同时静电纺可降解纤维中还可以载入药物,达到对药物的控制释放,纤维表面还可以很容易地进行表面改性或者设计图案,进一步诱导组织的分化和调控细胞的行为。因此,静电纺丝制备的纳米纤维膜非常适合用作骨诱导膜或骨组织工程支架。

 

 

近年来,静电纺纤维在骨修复与再生领域的应用得到广泛关注,甚至进入临床研究阶段。下文主要介绍几种静电纺纳米纤维在骨修复与再生领域应用的代表性研究成果。

 

 

负载一些添加物的纳米纤维支架

 

药物负载纳米纤维支架

电纺纤维中负载药物是一种最直接、最简便的成骨策略,药物在纤维中可以实现缓释或特殊的释放效果,药物的毒性因此降低、利用度也会提高,同时纤维的主体还有临时的支架作用。如,在外科手术中,细菌感染是骨诱导膜失败的主要原因,因此骨组织工程纤维支架若载入抗菌消炎药物,如甲硝唑(MNA)等,则会提升其成骨效果。

 

 

活性颗粒负载纳米纤维支架

此外,添加一些无机颗粒如羟基磷灰石纳米颗粒、碳纳米管等也能提高纤维的生物活性。这些活性颗粒一般要么是直接混入纤维共纺,要么是在表面接枝或涂覆。如,内消旋聚乳酸(PDLLA)是一种在骨组织工程中应用很广的高分子,但是其表面很疏水而且机械阻力较差,所以限制了其成骨诱导能力,研究者将超亲水定向碳纳米管和纳米羟基磷灰石晶体同时修饰在PDLLA 电纺纤维表面,并比较了电化学沉积方法和直接浸泡方法,体内和体外实验发现,两种方法分别有利于抗炎和成骨。

 

 

特殊结构和功能纳米纤维支架

 

形状记忆聚合物纳米纤维支架

形状记忆聚合物是指在外界刺激下可以发生可逆形状恢复的智能材料,众多文献表明形状记忆聚合物特别是可降解的形状记忆聚合物可制成多功能性的组织工程支架,比如在植入缺损的骨组织中时,形状记忆支架可以迅速改变形状而填满缺损区域,随着组织的修复闭合,材料形状又可以适应而且可降解。

 

 

细胞外基质纳米纤维支架

有研究者通过提取骨的脱钙的细胞外基质,然后直接将该细胞外基质通过静电纺丝制备成纳米纤维,脱钙的骨细胞外基质因为本身就是成骨细胞的细胞外基质成分,而且纤维模拟了细胞外基质的结构,因此这样的纤维是极好的从成分和结构上模拟骨细胞外基质的成骨支架。

 
 
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