DOI:10.1016/j.msec.2020.110810
使用組織工程支架修復和再生組織是再生醫學的最終目標。盡管該領域發展迅速，但尿道組織工程方法仍然不足以復制天然尿道組織，因為現有支架的生物活性不足，特別是對于需要大型組織工程支架的大型組織缺損。在此，研究者描述了明膠功能化聚乳酸（PLLA）管狀納米纖維支架在尿道重建中調節上皮細胞（ECs）和平滑肌細胞（SMCs）表型表達的有效性。采用靜電紡絲法制備了具有層次結構的柔性PLLA/明膠管狀納米纖維支架。PLLA/明膠納米纖維支架具有增強的親水性，顯著促進了新西蘭兔自體內皮細胞和平滑肌細胞的粘附、定向伸長和增殖。與純PLLA納米纖維支架相比，PLLA/明膠納米纖維支架能上調內皮細胞角蛋白（AE1/AE3）和平滑肌細胞肌動蛋白（α-SMA）的表達，并促進彈性蛋白的合成。3個月的新西蘭兔尿道支架置換實驗表明，管狀細胞化PLLA/明膠納米纖維支架維持了尿道通暢，促進了平滑肌細胞定向重塑、管腔上皮化和血管生成。研究者觀察的結果表明納米形態和仿生支架的協同作用，可以有效促進尿道再生。
圖1.PLLA/明膠納米纖維支架的性能研究。具有不同親水性的PLLA（a和d）、75:25 PLLA/明膠（b和e）和50:50 PLLA/明膠（c和f）納米纖維支架的掃描電子顯微照片（a-c）和用于測量接觸角的水滴照片（d-f）。各種納米纖維支架的平均纖維直徑直方圖（g）和靜態水接觸角（h）。比例尺5μm。
圖2.支架的體外細胞相容性。接種后12 小時，在PLLA，75:25 PLLA/明膠和50:50 PLLA/明膠納米纖維支架上的ECs和SMCs的代表性掃描電子顯微圖（a）。比例尺為50μm。接種后24、48和72小時，每個納米纖維支架上的ECs（b）和SMCs（c）的數量（n=6/mm2面積）。通過CCK-8分析（d）確定每個納米纖維支架上ECs和SMCs的細胞活力。
圖3.體外細胞表型表達和ECM合成。細胞化支架的免疫熒光染色圖像，接種后72小時，在ECs（a-c）中對角蛋白（AE1/AE3，綠色）、彈性蛋白（紅色）和細胞核（藍色）染色，在SCMs（d-f）中對肌動蛋白（α-SMA，綠色）、彈性蛋白（紅色）和細胞核（藍色）染色。比例尺為60μm。（要解釋該圖例中對顏色的引用，請參閱本文的web版本。）
圖4.細胞化管狀自體支架和支架移植步驟。接種后7天，每個細胞化管狀自體支架的橫截面的掃描電子顯微圖和熒光顯微照片（a）。左圖，比例尺為1 mm。右圖，在管狀納米纖維支架的橫截面上，對ECs中的角蛋白（AE1/AE3，綠色）和彈性蛋白（紅色）染色，對SMCs中的肌動蛋白（α-SMA，綠色）和彈性蛋白（紅色）染色。比例尺為400μm。通過端對端吻合術（b）將細胞化的管狀自體PLLA/明膠納米纖維支架（長2.2cm）縫合至尿道缺損部位。（要解釋該圖例中對顏色的引用，請參閱本文的web版本。）
圖5.細胞化管狀自體支架的手術效果。移植后第2、4、6、8、10和12周的兔尿流分析（a）。術后3個月，每組兔的尿道平均直徑（n=3，p<0.01）（b）。術后3個月，每組的排泄膀胱尿道造影（c）。
圖6.植入兔的管狀自體支架的組織學分析。低倍鏡下移植后90天，在尿道缺損處植入的自體移植物中段的蘇木精和伊紅顯微照片（a-c）和Masson三色顯微照片（d-f）。膠原蛋白（藍色）和平滑肌（紅色）。40×放大倍數下，上皮組織（紅色）、平滑肌組織（綠色）和細胞核（藍色）染色的同一橫截面的熒光顯微照片（g-f）。比例尺：1 mm（a-f）和50μm（g-f）。（為了解釋本圖例中對顏色的引用，請參閱本文的web版本。）
圖7.移植部位的新血管形成。移植后30天，將自體和組織工程支架移植物植入兔尿道缺損模型中。根據VWF陽性表達的代表性熒光圖像計數血管密度（a）。 VWF（綠色）在自體移植（b）、組織工程化的75:25 PLLA/明膠（c）和PLLA（d）植入部位的陽性表達的代表性熒光圖像。細胞核（藍色）。比例尺為60μm。（為了解釋本圖例中對顏色的引用，請參閱本文的web版本。）
微信二維碼
