Nat. Mater.：柔性形狀記憶支架用于功能組織的微創遞送

【背景介紹】

幾乎應用于所有在人體中發現的組織（例如心臟，血管，軟骨，骨，腦和眼睛）的成功設計目前都已經有了相關報道。然而，微創手術仍然需要將其放置在體內。使用水凝膠微創注射細胞的替代方法不能提供即時功能所需的組織，這種方法還可能導致傳遞位點細胞滯留。

【成果簡介】

近日，來自加拿大多倫多大學的Milica Radisic（通訊作者）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。相關成果以題為“Flexible shape-memory scaffold for minimally invasive delivery of functional tissues”發表在了Nature Materials上。

【圖文導讀】

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

【小結】

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。

文獻鏈接：Flexible shape-memory scaffold for minimally invasive delivery of functional tissues（Nat. Mater.,2017,DOI:10.1038/nmat4956）

本文由材料人生物材料組Allen供稿，材料牛編輯整理。

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