近日,來自加拿大多倫多大學的Milica Radisic等人使用可生物降解的聚合物(聚(馬來酸八甲酯(酸酐)檸檬酸鹽))設計了一種柔性和微結構的支架,用于通過注射進行功能性組織輸送。支架的形狀記憶功能是由于微細晶格的設計。將支架和心臟貼片(1cm×1cm)通過小至1mm的孔遞送,注射后恢復其初始形狀,而不影響心肌細胞活力和功能。相關成果以“Flexible shape-memory scaffold for minimally invasive delivery of functional tissues”為題發表在了Nature Materials上。
圖1 支架合成,制造和表征
a)通過混合三種不同的單體合成aPOMAC預聚物
b)將POMAC預聚物與Irgacure 2959混合,然后注入PDMS模具中
c)POTOMAC的FTIR光譜顯示了POTOMAC化學結構中的氫原子排列
d)POTOMAC預聚物的1H-NMR光譜證實了POTOMAC結構
e)用于POMAC支架制造的各種格子設計
f )將折疊的支架推動通過1mm孔口測量的注射性
g)注射到Dulbecco磷酸鹽緩沖鹽水(n = 6)后展開成功
h)POMAC和POMAC小鼠CM在長邊和短邊方向(分別為x和y方向)的代表性單軸拉伸應力-應變圖
i)POTOMAC和POMAC小鼠CM(Sprague Dawley)在應力應變圖中得出的x和y方向的平均有效彈性值
圖2 在形狀記憶支架上功能性心臟組織
a)體內應用功能性和可注射的心臟貼片的示意圖
b)電刺激的生物反應器(ES)和工程心臟組織的成熟
c)具有襟翼的支架的SEM圖像
d)F-肌動蛋白(紅色)和肌節α-肌動蛋白(綠色)的免疫染色
e,f)無ES(n = 3)和有ES(n = 6)的收縮性心臟組織的ET(e)和MCR(f)
圖3 皮下注射小鼠心臟組織
a)組織切片的組織學分析
b)7天后通過手術或注射植入的心臟組織中cTnT(紅色)和細胞核(藍色)的免疫染色
c-f)7天內通過手術或注射植入的心臟組織的定量
該團隊設計了聚合物支架以產生用于體內微創遞送的柔性心臟貼片,同時保持細胞活力和功能。鎖孔方法仍然需要經驗豐富的從業者,有一定的手術風險因素。隨著微創手術逐漸走向標準化以及成本逐漸降低,相信未來的支架會越來越普及。
論文鏈接:http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4956.html?foxtrotcallback=true
- 深圳大學陳仕國教授團隊《Prog. Mater. Sci.》綜述:周圍神經損傷修復用聚合物支架 2025-05-06
- 華南理工大學賈永光、王琳與南方醫科大學崔忠凱合作《Small》:應用溫敏(UCST)高分子支架可視化調控細菌聚集與定向清除 2022-02-12
- 西安交通大學陳鑫研究員課題組《Adv. Funct. Mater.》:在腫瘤治療與組織再生一體化領域取得重要進展 2019-09-05
- 南方科技大學郭傳飛教授團隊 Matter:柔性傳感器界面再突破 - 超細微柱賦能強韌粘接與高靈敏感知 2025-07-01
- 華科大吳豪等 Sci. Adv.:可重復使用柔性電子系統用于醫療健康監測 2025-06-26
- 南開劉遵峰教授課題組招收2026年入學推免碩士、直博生等 - 材料學、化學、高分子、生物學、紡織與纖維、計算模擬、電子信息... 2025-06-13
- 清華徐軍、中藥所邱崇 Sci. Adv.: 高強韌、抗損傷、體溫形狀記憶的高性能醫用彈性體 2025-06-15