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  骨骼肌約占人體重量的45%，其損傷會(huì)對(duì)人體的正常運(yùn)動(dòng)、姿勢(shì)維持和內(nèi)臟保護(hù)功能造成嚴(yán)重影響。輕微的骨骼肌損傷可以通過(guò)激活衛(wèi)星細(xì)胞自發(fā)修復(fù)，但體積肌肉缺失(VML)的治療必須進(jìn)行額外的干預(yù)。然而，利用原位骨骼肌組織工程策略的VML修復(fù)模式需要具有適當(dāng)成分、結(jié)構(gòu)和生物活性的支架來(lái)促進(jìn)內(nèi)源性肌肉干細(xì)胞的增殖并進(jìn)一步誘導(dǎo)其成肌分化。現(xiàn)有研究表明細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）可以改善VML修復(fù)。但脫細(xì)胞法獲得的支架由于連通性不足，缺乏多孔結(jié)構(gòu)和血管生成，阻礙了支架中細(xì)胞的生存能力和功能表達(dá)。脫細(xì)胞ECM支架的生物學(xué)功能也受到免疫原性的影響。相反，構(gòu)建相互連通的大孔支架，模擬骨骼肌ECM組成和定向微通道結(jié)構(gòu)，并加載多種促進(jìn)肌肉組織修復(fù)的生長(zhǎng)因子，有望大大改善VML修復(fù)。

  針對(duì)上述問(wèn)題，采用單向冷凍和循環(huán)凍融相結(jié)合的方法，制備了基于苯胺四聚體（AT）改性的酰肼化透明質(zhì)酸（AHA-AT)、明膠（GT）和氧化普魯蘭多糖（OPU）的可生物降解導(dǎo)電各向異性IPN原位冷凍凝膠，其中胰島素樣生長(zhǎng)因子-1（IGF-1）主要通過(guò)物理混合負(fù)載，而血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）則與凝膠動(dòng)態(tài)鍵合。相關(guān)研究成果發(fā)表于Nano Today上。西安交通大學(xué)材料學(xué)院趙鑫副教授和前沿科學(xué)技術(shù)研究院史夢(mèng)婷博士擔(dān)任共同第一作者，材料學(xué)院碩士生卓劭聞擔(dān)任第二作者，西安交通大學(xué)前沿科學(xué)技術(shù)研究院郭保林教授擔(dān)任通訊作者，主要參與作者還有西安交通大學(xué)材料學(xué)院憨勇教授和西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院骨科尹戰(zhàn)海主任。

圖2 (a) AHA和AHA-AT的FT-IR光譜。(b) OPU、AHA/GT/OPU和AHA-AT/GT/OPU的FT-IR光譜。(c) AHA-AT聚合物水溶液及其摻雜樟腦磺酸溶液的紫外可見(jiàn)光譜。(d) 不同前驅(qū)體濃度梯度下AHA/GT/OPU冷凍凝膠的形態(tài)結(jié)構(gòu)。(e)細(xì)胞在有和沒(méi)有循環(huán)凍融過(guò)程的冷凍凝膠內(nèi)的鈣黃蛋白染色圖像。(f)經(jīng)過(guò)和不經(jīng)過(guò)循環(huán)凍融過(guò)程的冷凍凝膠中細(xì)胞熒光面積的百分比(n=5)。(g) 不同前體濃度的AHA/GT/OPU冷凍凝膠中細(xì)胞鈣黃蛋白染色圖像。(h) 不同前體濃度的AHA/GT/OPU冷凍凝膠中細(xì)胞熒光面積百分比(n=5)。C2C12細(xì)胞在(i) 1AHA/1GT/0.12OPU、(j) 2AHA/2GT/0.24OPU、(k) 3AHA/3GT/0.36OPU冷凍凝膠中的取向分布。 *p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001。

圖3 (a) 冷凍凝膠的導(dǎo)電性。平行和垂直于(b) 非凍融AHA/GT/OPU、(c) AHA/GT/OPU、(d) AHA-AT5/GT/OPU、(e) AHA-AT10/GT/OPU、(f) AHA-AT15/GT/OPU微通道方向的壓縮試驗(yàn)。(g) AHA-AT/GT/OPU冷凍凝膠的溶脹率。(h) AHA-AT/GT/OPU冷凍凝膠的體外降解。(i) AHA-AT10/GT/OPU/IG/VE冷凍凝膠中IGF-1和VEGF的體外釋放曲線。

圖4 導(dǎo)電冷凍凝膠對(duì)C2C12細(xì)胞成肌分化影響的評(píng)價(jià)。(a) 冷凍凝膠中C2C12細(xì)胞的MHC免疫熒光染色圖像。(b) 肌管數(shù)統(tǒng)計(jì)(n=5)。(c) AHA/GT/OPU，(d) 各向同性AHA-AT10/GT/OPU，(e) AHA-AT10/GT/OPU，(f) AHA-AT10/GT/OPU/IG，(g) AHA-AT10/GT/OPU/IG/VE冷凍凝膠中肌管的取向分布。

圖5 (a) HUVECs劃痕和遷移的代表性光學(xué)圖像。(b) 各冷凍凝膠組細(xì)胞遷移率統(tǒng)計(jì)(n=5)。*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001。

圖6 (a) 治療1周后大鼠脛骨前肌損傷部位的H&E染色圖像（黑色箭頭：有核肌纖維；紅色箭頭：新形成的毛細(xì)血管）。(b) 1周后每視場(chǎng)新形成的有核肌纖維數(shù)量統(tǒng)計(jì)(n=6)。(c) 1周后每個(gè)視場(chǎng)新形成毛細(xì)血管數(shù)量統(tǒng)計(jì)(n=6)。(d) 治療4周后大鼠脛骨前肌損傷部位的H&E染色圖像（黑色箭頭:有核肌纖維;紅色箭頭:新形成的毛細(xì)血管）。(e) 4周后每個(gè)視場(chǎng)新形成的有核肌纖維數(shù)量統(tǒng)計(jì)(n=6)。(f) 4周后每個(gè)視場(chǎng)新形成毛細(xì)血管數(shù)量統(tǒng)計(jì)(n=6)。*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001。

圖7 (a) 治療1周和治療4周后脛骨前肌損傷部位IL-6和VEGF免疫熒光染色圖像。(b) IL-6免疫熒光表達(dá)的定量統(tǒng)計(jì)(n=3)。(c) VEGF免疫熒光表達(dá)的定量統(tǒng)計(jì)(n=3)。(d)治療1周和4周后脛骨前肌損傷部位MHC、MyoD和Tnnt的免疫熒光染色圖像。(e) MHC免疫熒光表達(dá)的定量統(tǒng)計(jì)(n=3)。(f) MyoD免疫熒光表達(dá)的定量統(tǒng)計(jì)(n=3)。(g) Tnnt免疫熒光表達(dá)的定量統(tǒng)計(jì)(n=3)。*p < 0.05，**p < 0.01，***p < 0.001。

  論文信息：

  Authors: XinZhao^?, Mengting Shi^?, Shaowen Zhuo, Ruonan Dong, Lang Bai, Meiguang Xu, Nuanyang Wen, Zhanhai Yin, Yong Han, Baolin Guo^*

  Title: Biodegradable conductive IPN in situ cryogels with anisotropic microchannels and sequential delivery of dual-growth factors for skeletal muscle regeneration

  Published in: Nano Today

  doi: https://doi.org/10.1016/j.nantod.2024.102407