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  蘋(píng)果一直是科學(xué)界的神奇故事的開(kāi)端。近期，上海交大醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院/上海市傷骨科研究所崔文國(guó)教授、附屬第九人民醫(yī)院整復(fù)外科張余光主任和芬蘭赫爾辛基大學(xué)Helder Santos教授團(tuán)隊(duì)協(xié)同開(kāi)發(fā)了一種啟發(fā)于蘋(píng)果皮干燥卷曲過(guò)程的制作微血管支架的方法。通過(guò)水凝膠干燥以及溶脹中，凝膠網(wǎng)絡(luò)分子各向異性的相互作用力造成形變差異，所形成的自卷曲效應(yīng)，精巧的制造出直徑50-500μm可調(diào)的中空微血管支架（micro-scaled hollow tubules，MHTs），該微血管支架能夠有效地?cái)y載血管內(nèi)皮細(xì)胞在體外構(gòu)建完整微小血管，在大鼠皮瓣壞死模型中能夠輔助血管新生并提高皮瓣存活率。

圖1：MHTs的構(gòu)建過(guò)程及各類樣式.

  皮瓣移植是常用的損傷修復(fù)手段，對(duì)于燒傷、暴力損傷、先天畸形以及瘢痕等疾病意義重大。皮瓣移植的術(shù)式豐富多樣，但根本原則是要以保障移植區(qū)皮瓣血運(yùn)和存活率為前提，否則皮瓣的缺血壞死將給患者帶來(lái)難以預(yù)估的二次生理、心理傷害。3D血管支架能夠引導(dǎo)新生微血管為皮瓣區(qū)供血，但是以往的3D支架因其體積大、精度低很難滿足實(shí)際需要。如何將具有高生物相容性但打印性能較差的水凝膠材料制作成微血管支架是皮瓣移植乃至整個(gè)再生醫(yī)學(xué)界的棘手難題。

  該協(xié)同團(tuán)隊(duì)借鑒蘋(píng)果皮干燥自卷曲的自然現(xiàn)象，將難以塑形的光交聯(lián)明膠水凝膠制作成各種微小中空管，例如單根的、雙分叉的、三分叉的以及成環(huán)的中空支架。同時(shí)，通過(guò)改變光交聯(lián)程度或者水凝膠濃度，可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)MHTs的內(nèi)徑。并且通過(guò)掃描電鏡和有限元數(shù)學(xué)模擬證實(shí)了自卷曲現(xiàn)象的原理。該微血管支架能夠很好地負(fù)載血管內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs），在體外構(gòu)建具有完整內(nèi)皮形態(tài)的微小血管（直徑50-500μm）。

圖2：MHTs攜載HUVECs生長(zhǎng)的情況.

  研究團(tuán)隊(duì)借助SD大鼠背部任意皮瓣缺血模型驗(yàn)證MHTs作為血管支架的效果。在皮瓣與周圍正常皮膚交界處的下方，通過(guò)MHTs進(jìn)行搭橋，協(xié)助新生血管順利到達(dá)皮瓣缺血處。7天之后可以觀察到實(shí)驗(yàn)組大鼠皮瓣的遠(yuǎn)端壞死比例明顯下降，且多普勒血流儀和CD31免疫組化染色顯示皮瓣遠(yuǎn)端的血流強(qiáng)度高于對(duì)照組。

圖3：MHTs在皮瓣模型中應(yīng)用以及形態(tài)學(xué)、組織學(xué)分析.

  以上研究成果以題為“Biomimetic 3D-Self-Forming Approach for Microvascular Scaffolds”的封底文章表在Advanced Science上。該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科委等項(xiàng)目的資助。論文第一作者：張柳成、相宜和張宏博。

  論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.201903553

課題組簡(jiǎn)介：

  張余光，教授/博導(dǎo)，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院整形修復(fù)重建外科主任醫(yī)師。主要從事瘢痕治療、脂肪干細(xì)胞、組織再生血管化、新型生物材料用于整形和修復(fù)領(lǐng)域等醫(yī)工交叉研究。近年來(lái)，課題組內(nèi)畢業(yè)的博士生均發(fā)表IF>10分的優(yōu)秀論文，并獲得國(guó)家自然科學(xué)基金，所開(kāi)發(fā)的整形修復(fù)生物材料具有很好臨床轉(zhuǎn)化前景。主持國(guó)家、省部級(jí)等課題15項(xiàng)。（歡迎致力于整形修復(fù)學(xué)科研究、臨床和產(chǎn)業(yè)化的各專業(yè)博士后加盟該團(tuán)隊(duì)）

  崔文國(guó)，教授/博導(dǎo)，上海交通大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院/上海市傷骨科研究所。主要基于轉(zhuǎn)化生物醫(yī)用材料，從事骨、關(guān)節(jié)等組織修復(fù)重建的研究。以第一/通訊作者發(fā)表SCI論文110多篇(IF>10的20余篇)，專利40多項(xiàng)，引用5500多次、H=38。任Mater Sci Eng:C和BMC Mater副主編，多本雜志的編委和客座主編。曾獲國(guó)家級(jí)青年人才計(jì)劃、主持國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等課題，參與獲得上海市科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、教育部科學(xué)研究成果一等獎(jiǎng)、二等獎(jiǎng)等多次。任中華醫(yī)學(xué)會(huì)骨科基礎(chǔ)青年委員、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)青年委員等。（歡迎致力于組織修復(fù)重建的生物、材料、藥劑、化學(xué)等各交叉專業(yè)博士后加盟該團(tuán)隊(duì)）