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2019-06-11
形状不规则骨缺损，或软骨、肌腱、韧带等软组织与骨交界区的骨缺损治疗是临床难题。自体骨移植仍是骨修复的金标准，但自体骨来源有限、供体部位易发生病变、机械加工性能差等缺点严重限制其应用。因此，便于手术微创、自适应不规则骨缺损并促骨再生的组织工程支架有望成为理想的骨修复材料。
近日，东华大学俞建勇院士和丁彬教授研究团队设计制备了一种以无机纳米纤维为主体，且在恒温条件下可形状恢复的三维纤维弹性支架。通常情况下，无机材料的固有脆性导致其难以构建弹性三维纤维支架。研究团队通过溶胶-凝胶静电纺丝法制备了像丝绸一样柔韧的SiO2纳米纤维膜，纤维膜可以像折纸一样折叠展开而不破损，纳米纤维可以弯曲180°而不断裂。进一步将柔性SiO2纳米纤维复合壳聚糖溶液经过均质分散-冷冻干燥制备出具有超弹性的SiO2纳米纤维-壳聚糖（SiO2 NF-CS）三维支架。该支架在水环境中80%应变循环压缩下可完全恢复到初始高度和多孔结构，具有快速恢复率(>500 mm min-1)和良好的抗疲劳性能(>10000次压缩循环)。
图a-e为柔性SiO2纳米纤维，图f-m为SiO2NF-CS三维纤维支架
SiO2NF-CS纤维支架可在压缩状态下植入不同形状的兔下颌骨缺损区域，吸收体液后快速恢复到初始形状，并紧密贴合本体骨。移植到大鼠颅骨缺损区可促进骨再生。该支架制备方法简便灵活，通过调控SiO2纳米纤维与壳聚糖的注入比例，制备了形貌结构、力学性能呈梯度分布的支架，实现了生物矿化、间充质干细胞分化梯度分布，在软组织界面处的骨缺损修复中具有广阔应用前景。
弹性SiO2NF-CS纤维支架的体内自适应性及骨修复性能
该研究工作发表于Advanced Functional Materials杂志上，第一作者为东华大学博士生王利环，共同通讯作者为丁彬教授和李晓然教授。
全文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.201901407
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