東華大學張彥中團隊在纖維生物材料與組織工程研究領域獲重要進展

近日，東華大學化學化工與生物工程學院張彥中教授課題組在纖維生物材料與組織工程研究領域取得重要進展，相關成果以《PHBV改性的PLLA電紡纖維膜的形狀記憶和成骨能力》為題，在線發表於組織工程與再生醫學（TERM）領域國際最具影響力的學術期刊《組織工程》（Tissue Engineering）上。論文第一作者是化學化工與生物工程學院博士生王先流。

聚乳酸，如左旋聚乳酸（PLLA），是一類常用於骨組織工程支架構建的生物降解聚合物材料。通過適當的編程處理，可使PLLA具有形狀記憶特性，該特性賦予了材料許多新的功能（如微創植入、原位施加力學刺激等），從而增強其植入後對缺損骨組織的再生性修復功效。但是，PLLA存在相轉變溫度高、回復效率低、且材料自身相對較脆等缺陷。目前，領域內研究者主要通過共聚、共混和摻雜無機納米粒子等方式，對PLLA形狀記憶等相關性能進行改進，雖然有一定成效，但在力學強度和相轉變溫度的協同調控上不盡人意，也一定程度上影響PLLA基形狀記憶材料在骨組織工程領域的應用潛力。

針對以上問題，張彥中教授課題組從仿生天然骨組織的超細纖維基質結構出發，以PLLA為基體材料，選用生物相容性良好的新型生物基高分子材料聚（3-羥基丁酸酯-co-3-羥基戊酸酯）（PHBV）作為改性組分，通過電紡（Electrospinning）製備出PLLA-PHBV複合超細纖維，並對該纖維膜的理化性質、細胞相容性及成骨誘導性進行了系統的表徵和評估。結果表明，在所製備的PLLA-PHBV複合超細纖維中，隨著PHBV引入量的增加，其相轉變溫度下降，而當PHBV引入量達到30%時，可獲得最優的力學性能，且同時具有優良的形狀記憶性能、降低的相轉變溫度、良好的細胞相容性和促成骨分化能力（如下圖）。這些研究結果為未來在骨組織工程中設計具有動態力學調控特性的仿生纖維基多功能骨組織工程支架，以及深入理解體內骨組織的重塑過程奠定了基礎。

PLLA-PHBV複合纖維的形狀記憶性能（A, B）和成骨誘導性能（C-G）

《組織工程》創刊於1995年，是由國際組織工程與再生醫學學會主辦的官方期刊，被認為是領先的生物醫學專業期刊。該研究工作得到了國家自然科學基金、上海市科委「科技創新行動計劃」基礎研究重點項目、中央高校博士研究生創新基金等項目的資助。

來源：東華大學

原文連結：

https://doi.org/10.1089/ten.TEA.2020.0086