整形外科用混合纳米纤维材料

近日，宾夕法尼亚大学医学院开发的混合纳米纤维生物材料，可用于整形外科手术中作为载荷支架或受伤组织补丁。它可为细胞提供足够宽松的生长空间，又可按肌理排列成新组织，以适合人体功能性需要。

通常运动员容易受到前十字韧带（ACL）损伤、膝盖半月板开裂、旋转肌边创伤、筋腱断裂等伤痛困扰。这些组织以肌肉纤维、胶原蛋白为基础，有着精细三维结构和规则的排列，因而非常结实，能承受很大的机械负荷。

使用纳米纤维支架能引导组织有规则地生长，而目前在整形外科手术中使用的支架纤维挤压得太紧，细胞很不容易附着生长。

新的混合纳米纤维支架，由两种高分子聚合物制成，一种是缓慢降解纤维，另一种是水溶性纤维。水溶性纤维可以被有选择地溶解去除，以增加或减少纤维之间的空隙。混合纤维通过电纺技术织造，纤维本身可以溶解为带电溶液，通过微喷的方式使溶液像雪一样落在一个旋转鼓上，就会形成精细而有弹性的微丝被收集起来。这种织物适合于医疗应用，可添加细胞，或者作为补丁直接植入体内受伤组织的部位，让细胞附着生长。增加可溶解纤维的比例，会使宿主细胞在上面扩展生长的能力增强，最终实现分布完整一致的，形成真正的三维组织。即使最初植入的纤维要去掉50%以上，余下的支架仍足以支撑细胞，并利用产生胶原蛋白的细胞，直接形成一个高度组织化的细胞外模型，反过来这会让生物材料更有伸展性。实验室生长的半月板组织，几乎能与真正的人体半月板媲美。