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  軟組織受到外部創(chuàng)傷或內(nèi)部病理性擴張，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，從而實現(xiàn)功能恢復(fù)的問題。因此，微創(chuàng)的實現(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隊和上海交通大學(xué)附屬國際和平婦幼保健院陳信良教授團隊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，回縮的機械刺激轉(zhuǎn)化成調(diào)控成纖維細胞行為的外部信號，從而無創(chuàng)的促進松弛筋膜組織結(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)，并實現(xiàn)電場能量的存儲。非結(jié)晶型聚合物在溫度升高的時候，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)控細胞行為及組織再生的影響，盡可能通過材料本身特性來達到組織修復(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，外部收縮力轉(zhuǎn)化成調(diào)控成纖維細胞的機械刺激，從而促進機械刺激敏感的共轉(zhuǎn)錄因子YAP轉(zhuǎn)移到細胞核，進而促進成纖維細胞分泌膠原蛋白和組織修復(fù)，最終實現(xiàn)軟組織結(jié)構(gòu)和功能上的重建。

圖2. 體外生物學(xué)評價及相關(guān)因子的表達

  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)進展。研究結(jié)果顯示，與其他實驗組相比，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

  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到結(jié)構(gòu)修復(fù)，巧妙地將收縮力轉(zhuǎn)換成調(diào)控細胞行為的外部刺激，通過機械刺激敏感的共轉(zhuǎn)錄因子促進組織修復(fù)相關(guān)基因的上調(diào)，實現(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角度更準確地捕捉天然組織的機械特征達到組織再生的目的。綜上所述，該團隊構(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)的具有很強的實用性。

  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)基金委和國家重點研發(fā)計劃等項目支持。

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