美國德州理工大學譚卓（George Z Tan）團隊利用芯鞘式靜電紡絲法將聚己內酯（PCL）溶液制作成表面帶有納米孔的微米管以模擬有孔毛細血管。該微米管在形態結構上與人體毛細血管相近。這項研究為人造器官組織血管化提供了新的工具。
組織工程學的主要目標是在體外利用生物技術培養功能性組織或器官用以修復或替換病變受損的人體組織或器官。對多數三維生物組織而言，實現人造或自發的血液循環是組織工程成功的關鍵之一。如何在體外人工組織支架內植入血管，特別是毛細血管，是目前生物制造的一大挑戰。人類毛細血管的內襯結構分為連續，有孔或者竇狀三類，平均直徑為5-10 微米。本文介紹了一種利用高濕度芯鞘式靜電紡絲制作含納米孔微米管以模擬有孔毛細血管的方法。通過芯鞘式噴絲頭，聚己內酯（PCL）和聚氧乙烯（PEO）經靜紡分別形成微米絲的外壁和內芯。在高濕度條件下，PCL外壁由于非溶劑誘導的相分離，在固化過程中形成納米孔。含有納米孔的微米絲經水浸泡，水溶性PEO內芯被溶解，最終形成外壁含有納米孔的微米管。團隊研究了不同的管芯和管鞘的溶質-溶劑組合以獲得具有各種纖維形態的微米絲/管，并測試了濕度和溫度等環境參數對納米孔形成的影響。結果表明，溶劑類型、溶液濃度、與靜紡濕度對微米管形態具有顯著影響。高濕度和在溶液中加入不溶混的溶劑有利于納米孔的形成。在不同條件下，PCL溶液可形成孔隙微米球，孔隙螺旋微米管，無孔隙微米管，凹痕微米管，及孔隙微米管。纖維直徑可以通過溶液粘度和濕度來調節，當管芯溶液和管鞘溶液的粘度一致時可獲得最佳的管狀結構。經適當配比和條件控制，我們獲得了直徑5-10 微米的孔隙微米管，這與人類毛細血管形態相吻合。這項研究將為人造器官組織血管化提供重要工具。
相關結果發表在Macromolecular Materials and Engineering (DOI: 10.1002/mame.202000180)上，文章第一作者為Yingge Zhou
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mame.202000180
