背景:基于医工结合理念和中医药治疗的优势,将中药有效活性成分单体负载于组织工程材料构建新型复合材料在损伤局部递送药物,是修复脊髓损伤的研究热点,有望成为解决这一难题的有效手段.目的:观察携川芎嗪超分子导电水凝胶修复大鼠脊髓损伤的效果.方法:制备携川芎嗪超分子导电水凝胶,表征其微观结构、电导率、流变性、溶胀率及体外缓释性能.采用随机数字表法将45只SD大鼠分为3组,每组15只:假手术组不损伤脊髓,模型组建立脊髓损伤模型,水凝胶组建立脊髓损伤模型后向脊髓损伤区域注射携川芎嗪超分子导电水凝胶.造模前及造模后1,7,14,21,28 d,采用BBB评分评估大鼠后肢运动功能恢复情况;造模后28 d取损伤处脊髓组织,分别进行苏木精-伊红染色、免疫组化染色及Western blot检测.结果与结论:①扫描电镜下可见,携川芎嗪超分子导电水凝胶呈现出三维微米尺度的多孔网络结构,具有较高的孔隙率,孔径约为100 μm;该水凝胶的电导率为7.66 S/m、溶胀率为3 764.42%,具备一定的力学稳定性能,同时具有可注射性;体外缓释实验显示,携川芎嗪超分子导电水凝胶可持续释放川芎嗪达800 h以上,且随着时间延长,药物累计释放量呈上升趋势.②随着造模时间的延长,模型组、导电水凝胶组大鼠后肢运动功能逐渐恢复,水凝胶组造模后14,21,28 d的后肢运动功能优于模型组(P<0.05).苏木精-伊红染色显示,模型组脊髓组织出现空洞,残端可见大量炎性细胞浸润;水凝胶组脊髓损伤区可见部分炎性细胞浸润,损伤区域空洞面积缩小,交接区出现神经元细胞,组织排列较为整齐.免疫组化染色及Western blot检测显示,水凝胶组大鼠脊髓组织中肿瘤坏死因子α、白细胞介素6蛋白表达低于模型组(P<0.05),神经元核抗原蛋白表达高于模型组(P<0.05).③结果显示,携川芎嗪超分子导电水凝胶可促进损伤脊髓组织的修复.

目的 采用小鼠皮下植入方法评价聚乳酸/明胶/碳纤维多孔导电凝胶(PG@CF)的生物相容性.方法 将灭菌后的材料植入健康小鼠皮下,应用免疫组化与免疫荧光染色方法对支架周围组织的形态、炎症细胞浸润度、胶原纤维沉积厚度和平均新生血管面积进行观察与统计.结果 多孔导电凝胶植入体内后可保持多孔结构;植入后28d内,凝胶周围的炎症细胞浸润厚度和胶原沉积厚度均低于对照材料,其包囊中的平均血管面积显著高于对照材料.结论 与对照材料相比,多孔导电凝胶引起的异物反应程度较低.本研究可为该导电凝胶在组织修复中的安全应用提供参考.

目的 对石墨烯及其衍生物在修复周围神经缺损领域的应用现状及进展进行综述.方法 广泛查阅近年来国内外相关文献,并进行总结分析.结果 体外细胞培养及动物体内实验证实,石墨烯及其衍生物能够有效促进细胞黏附、增殖、分化与神经突的延长.与传统材料相比,其具备良好的导电性、优异的机械性能、较大的比表面积、良好的生物相容性等优势,制备的三维多孔支架能够进一步提高神经修复的效果.结论 石墨烯及其衍生物在体内的代谢途径及长期存留体内的反应尚未明确,如何更好地调控其生物降解性、解释其与细胞间确切的电偶联反应机制尚需进一步探索研究.

模拟心肌细胞外基质(ECM)的组织结构和电生理特性,构建具有导电性和超顺磁响应性的三维多孔纳米纤维复合材料支架,为细胞黏附、增殖和分化提供有利的微环境.以明胶为壳层、聚乳酸为芯层,并在各层中引入四氧化三铁纳米颗粒,采用共轴静电纺丝技术,制备纳米纤维薄膜;将其粉碎并与碳纤维混合,经冷冻干燥和交联处理,得到三维多孔支架.用扫描电镜和透射电镜观察支架形貌及结构,用四探针仪测定支架的电导率,用振动样品磁强计测量支架磁滞回线,用万能材料试验机检测支架材料的压缩应力-应变曲线;根据质量和体积计算支架密度,根据支架吸水前后质量计算吸水率.用CCK-8和Western Blot,分析细胞在支架上的活性及功能.支架内部呈多孔蜂窝结构,孔隙间相互贯通;当碳纤维含量为0、1、3、5 mg/mL时,支架密度分别为73.07、72.56、65.88、63.34 mg/cm3,吸水率分别为1 164.60％、1 186.48％、1 284.84％、1 323.66％;电导率分别为0、0.008 8、0.246 7、2.662 5 s/m,最大磁饱和强度分别为3.68、3.15、2.45、2.90 emu/g,抗压缩能力也相应提高.上述复合材料支架能够显著促进心肌细胞成熟相关蛋白Cx43和RhoA的表达,诱导心肌细胞向成熟分化.三维多孔电磁复合支架同时具有超顺磁性和导电性,微观上具有纳米纤维网络和多孔结构,并通过碳纤维的复合,使力学性能得到显著提高,支持心肌细胞生长并促进其成熟.

背景:纳米材料的发展是生物医学技术的重要基础,纳米粘土锂皂石是一种人工合成的纳米材料,性能优良,被广泛应用于药物输送、组织再生、3D生物打印等领域.目的:对纳米粘土锂皂石最新的应用现状及未来研究前景进行综述.方法:以中文关键词“纳米粘土、粘土、锂皂石”,英文关键词“Nano-clay,clay,Laponite”在中国知网数据库、万方数据库、中国生物医学数据库及PubMed中进行文献检索,并进行进一步的筛选、归纳与总结.结果 与结论:锂皂石具有独特的流变特性、导电特性、抗菌性、成组织性、良好的生物相容性等优良性能,被广泛研究应用于化工领域、药物递送领域、再生医学领域等,是一种具有广泛应用前景的纳米材料.基于锂皂石的纳米复合材料是目前锂皂石在生物医学领域的热门研究方向,自组装、多孔性、良好的生物相容性和物理性能为锂皂石纳米生物支架提供了良好的保障.需要更多基础研究来深入阐明锂皂石的作用机制,将基础研究与临床应用结合起来有助于锂皂石材料在临床安全应用.

背景:介孔材料具有高比表面积、高孔容、孔径连续可控等特点是优秀的缓释载体材料,其在骨修复领域应用广泛.目的:总结介孔材料在骨修复领域中的应用进展.方法:由第一作者检索1990年1月至2021年4月PubMed、Web of Science、中国知网及万方数据库中相关文献,英文检索词为"Mesoporous nanoparticles,Biological materials,Control release,Bone regeneration,Mesoporous materials,Support material,Nanomaterials,Porous materials",中文检索词为"生物材料、介孔材料、骨再生、骨修复、药物控释、支架材料、纳米材料、多孔材料".最终纳入72篇文献进行分析总结.结果 与结论:①介孔材料治疗骨缺损疾病有着独有的优势:介孔低纳米级的孔径可以有效控制药物(如骨形态发生蛋白、庆大霉素等)长期稳定地释放;一些介孔材料不仅可以被生物体吸收,甚至自身具有骨诱导活性促进骨生成;某些材料不仅机械强度高,而且有更加轻便等优良特性.②目前在此方面研究较多的几类材料有硅基材料、碳材料、羟基磷灰石、生物玻璃及金属材料,这些材料结构稳定、易于表面功能化,有着良好的生物相容性且机械性能好,是治疗修复骨缺损的优秀候选材料.③在硅基材料中,二氧化硅的中空微球结构使得其载药量大,硅酸盐材料可被生物体吸收或者与骨整合.④介孔碳材料有2类,其一是介孔碳微球,中空球体,载药量大,可被生物体代谢;其二介孔碳纳米管,机械强度极高,材料轻便,具有导电性,有一定骨诱导能力,可成为骨替代材料,这使其成为最富有应用前景的骨修复材料,甚至替代缺损肢体成为新型生物义肢.⑤羟基磷灰石具有骨传导能力,在骨修复治疗的临床已得到广泛应用(如牙科修复材料),其介孔化负载骨形态发生蛋白后,植入非承重骨缺损部位时,不仅可促进骨再生而且羟基磷灰石可被生物体吸收.⑥介孔生物玻璃,即第3代生物玻璃,其生物体内降解产物具有促骨生成特性,由于此类材料的合成多样性,其于强化的结构功能及良好的生物相容性使其成为最优秀的骨修复材料.⑦将金属材料用作骨替代材料的研究发现,把金属植入体表面介孔化后,即使不负载药物,植入物表面的成骨细胞攀附也比普通植入物更好.