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  隨著社會發(fā)展，心血管病危險因素呈現(xiàn)持續(xù)增加的趨勢。這其中，所造成的心肌損傷修復(fù)是當(dāng)前再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域重要的研究焦點(diǎn)。長期以來，研究人員在化學(xué)與生物因子治療上已經(jīng)不斷取得突破性進(jìn)展。但是，在心臟功能方面其節(jié)律特征依賴于心肌獨(dú)特的結(jié)構(gòu)協(xié)同性，如何重建心肌組織的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征仍然是目前組織工程面臨的挑戰(zhàn)之一。

Figure 1. Engineering scaffold with micro/macro-architecture offers potential in heart-tissue-structure reconstruction.

  針對上述問題，湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王祖勇副教授研究組基于高分子材料聯(lián)合加工技術(shù)提出醫(yī)用微支架的構(gòu)建方法，實現(xiàn)了三維空間類心肌結(jié)構(gòu)取向性的重建。該支架通過薄膜層-層疊加組裝，具有微尺度雙重結(jié)構(gòu)（包括貫穿孔陣列和線性排列的山脊/溝槽圖案），可允許支架內(nèi)自由空間相互連通和層各向異性可調(diào)。在制造工藝方面，本文研究了薄膜表面雙重微結(jié)構(gòu)構(gòu)建的相互影響。當(dāng)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞種植到微支架表面時，細(xì)胞能夠通過連通空間有效分布到支架內(nèi)部，并在山脊/溝槽圖案的引導(dǎo)下高度定向排列。通過改變支架層的各向異性，細(xì)胞延展方向可進(jìn)行精確調(diào)控，從而形成類似心肌的三維復(fù)雜細(xì)胞線性結(jié)構(gòu)。該工作驗證了微支架結(jié)構(gòu)的三維細(xì)胞調(diào)控潛能，有助于未來通過組織工程方法重建心肌復(fù)雜結(jié)構(gòu)和功能再生的進(jìn)一步研究。

  相關(guān)研究內(nèi)容發(fā)表在《Advanced Healthcare Materials》（IF: 6.270），題目為“Scaffold with Micro/Macro-Architecture for Myocardial Alignment Engineering into Complex 3D Cell Patterns”（Adv. Healthcare Mater., 2019, 8, 201901015）。湖南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為論文第一單位，碩士研究生章萬奇為論文第一作者，王祖勇副教授為通訊作者。四川大學(xué)胡雪豐副研究員和新加坡南洋理工大學(xué)Wen Feng研究員為共同通訊作者。

  上述研究得到了國家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心王云兵教授團(tuán)隊和新加坡國立大學(xué)Hong Minghui教授、Chan Kok Yen Jerry教授團(tuán)隊的幫助。該工作得到了國家和湖南省自然科學(xué)基金、湖南省科技創(chuàng)新平臺與人才計劃等資助。

  文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adhm.201901015