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    據物理學(xué)家組織網(wǎng)8月6日報道，最近，賓夕法尼亞大學(xué)醫學(xué)院開(kāi)發(fā)出一種新奇的混合納米纖維生物材料，可在整形外科手術(shù)中作為載荷支架或受傷組織補丁，既能為細胞提供足夠寬松的生長(cháng)空間，又能指示它們按肌理排列成新組織，比以往的生物材料更靈活而適合人體功能性。相關(guān)論文在線(xiàn)發(fā)表于本周的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。

    奧林匹克運動(dòng)員、體育愛(ài)好者容易受到前十字韌帶（ACL）損傷、膝蓋半月板開(kāi)裂、旋轉肌邊創(chuàng )傷、筋腱斷裂等傷痛困擾。這些組織以肌肉纖維、膠原蛋白為基礎，有著(zhù)精細三維結構和規則的排列，非常結實(shí)而且能承受很大的機械負荷。

    許多實(shí)驗室也一直在研究設計更好的治療措施，包括使用納米纖維支架。納米纖維支架能引導組織有規則地生長(cháng)，但在目前的整形外科手術(shù)中，普遍使用的支架纖維很不靈活，而且擠壓得太緊，細胞很不容易在上面附著(zhù)生長(cháng)。

    為此，賓夕法尼亞大學(xué)佩雷爾曼醫學(xué)院整形外科手術(shù)與生物工程教授羅伯特·莫克和布倫登·貝克開(kāi)發(fā)了這種新的混合纖維支架。混合纖維直徑為納米級，由兩種高分子聚合物制成：一種是緩慢降解纖維，另一種是水溶性纖維。水溶性纖維可以被有選擇地溶解去除，以增加或減少纖維之間的空隙。混合纖維通過(guò)電紡技術(shù)織造，纖維本身可以溶解為帶電溶液，通過(guò)微噴的方式使溶液像雪一樣落在一個(gè)旋轉鼓上，就會(huì )形成精細而有彈性的微絲被收集起來(lái)。這種織物適合于醫療應用，可以在上面添加細胞，或者作為補丁直接植入體內受傷組織的部位，讓附近細胞生長(cháng)上來(lái)。

    增加可溶解纖維的比例，會(huì )使宿主細胞在上面擴展生長(cháng)的能力增強，最終實(shí)現完整一致的分布，形成真正的三維組織。即使最初植入的纖維要去掉50%以上，余下的支架仍足以支撐細胞，并利用產(chǎn)生膠原蛋白的細胞，直接形成一個(gè)高度組織化的細胞外模型，反過(guò)來(lái)這會(huì )讓生物材料更有伸展性。實(shí)驗室生長(cháng)的半月板組織，幾乎能與真正的人體半月板媲美。

    莫克說(shuō)：“這種微纖維有著(zhù)巨大的應用潛力，包括作為一種過(guò)渡性空間支撐材料。”以往的生物材料支架有一個(gè)常見(jiàn)現象，就是細胞只在纖維支架或襯墊的表面生長(cháng)，用混合纖維制作的支架克服了這一缺點(diǎn)，能形成功能性的三維組織。

    研究人員還指出，該研究標志著(zhù)載荷纖維組織工程的進(jìn)步，最終在再生醫學(xué)中也會(huì )獲得廣泛應用。目前，他們正在動(dòng)物身上測試這些新材料，將它們用于半月板修復及其他整形外科手術(shù)。