可注射生物材料通過微創(chuàng)手術(shù)實現(xiàn)損傷區(qū)域組織原位再生,具有創(chuàng)傷小、恢復快、操作方便、應用安全等優(yōu)勢,在醫(yī)美領域也極具應用前景。細胞外基質(zhì)(ECM)水凝膠和聚合物多孔微球可以通過微創(chuàng)注射用于組織修復。然而,ECM水凝膠降解快難以為組織生長提供空間,大多數(shù)聚合物微球生物惰性、易碎、可注射性能差,這限制了兩類材料促再生效果和應用。
該改工作通過微流控、模板瀝濾和去細胞化技術(shù)相結(jié)合構(gòu)建了一種由彈性聚(l-丙交酯-co-ε-己內(nèi)酯)(PLCL)多孔微球和肌肉細胞外基質(zhì)(mECM)組成的復合材料,同時在不同材料分別裝載活性因子白介素-4(IL-4)和胰島素樣生長因子-1(IGF-1),得到了可注射功能復合材料體系(圖1)。與傳統(tǒng)的聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)、聚己內(nèi)酯(PCL)多孔微球相比,彈性PLCL多孔微球在注射過程或壓縮載荷下能夠迅速恢復形變,顯著減少微球坍塌(圖2)。此外,該復合體系能夠?qū)崿F(xiàn)兩種材料優(yōu)勢互補,ECM水凝膠提供生物相容性,聚合物微球提供必要的機械強度和多孔結(jié)構(gòu)來引導組織再生。在大鼠皮下注射實驗中,復合材料展現(xiàn)出了良好的可注射性和組織相容性,不引起機體免疫排斥反應(圖3)。為了驗證復合材料促再生性能,研究者將其注射到大鼠脛前肌大體積缺失模型中,負載雙因子的功能復合材料體系(mECM@IL4+PM@IGF1)能夠通過調(diào)控損傷區(qū)巨噬細胞和肌源性細胞行為,顯著促進新生肌纖維形成、血管化和神經(jīng)化(圖4)。這項研究為可注射功能復合材料設計和構(gòu)建提供了新策略和新思路,在外科微創(chuàng)治療和組織修復材料領域具有良好轉(zhuǎn)化前景。
原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-45764-4
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