DOI:10.1038/s41598-020-61725-5
本文研究了編織和電紡聚二惡烷酮(PDO)和聚己內酯(PCL)補片修復肌腱的內源性組織反應。選擇了一種以持續愈合失敗的自然史為特征的綿羊肌腱損傷模型來評估編織和取向電紡纖維束誘發修復反應的生物潛力。將補片植入8只雌性成年英國長耳羊體內。在補片的電紡組分中觀察到肌腱成纖維細胞的顯著浸潤,而在編織組分中觀察不到。伴隨著新血管形成的廣泛網絡,細胞滲透到電紡纖維中。肌腱成纖維細胞是最豐富的支架填充細胞類型。也存在CD45+、CD4+和CD14+細胞,異物巨細胞幾乎沒有。支架植入后3個月,血液學和血清學檢查均正常,無局部或全身性的過度炎癥反應。總之,本研究證明了利用編織和電紡補片的生物物理線索可以安全地在肌腱中誘導內源性愈合反應。
圖1.(A)圖片顯示了綿羊深指屈肌腱(以及包裹指屈肌腱腱鞘)的橫截面圖,展示了手術缺損和補片修復(紫羅蘭色)。(B)照片顯示了補片在右前肢深指屈肌腱外側分支上的手術缺損處的照片。(C)H&E染色的低倍率(2.5X)亮場顯微鏡圖像,顯示典型的未愈合DDFT肌腱損傷的橫截面,術后3個月未使用補片。
圖2.(A)顯示靜電紡絲補片中不同層的示意圖。七層定向電紡PDO纖維以交替的方式夾在6層薄PCL電紡網格(充當粘合劑)之間,形成補片的電紡組件。電紡組件通過單層定向靜電紡絲PCL纖維與編織的PDO單絲層結合。(B)補片樣品的照片,顯示白色電紡PDO層(面向肌腱)和藍色編織PDO層。(C-E)代表性的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像顯示了電紡層。(F-H)所示各種放大倍數的補片編織層。
圖3.數字照片圖像顯示收集的由補片支架增強的肌腱。近端在圖像的頂部。
圖4.(A)H&E染色的低倍率(2.5X)亮場顯微鏡圖像,顯示補片增強修復的編織PDO區(*),電紡PDO區(#)和正常肌腱區(≠)B-D:補片增強肌腱修復的高倍率亮場顯微鏡組織學圖像(H&E染色)。對于補片圖像,顯示的3個場是電紡纖維部分(B)、與編織PDO單絲相鄰的部分(C)和正常肌腱部分(D)。(E)代表性高倍率(100X)亮場顯微鏡組織學(H&E染色)圖像,顯示了補片增強肌腱內的血管。(F)代表性高倍率(100X)亮場顯微鏡組織學(H&E染色)圖像,顯示了補片增強肌腱中的異物巨細胞。(G,H)補片樣品的定量組織學結果。成纖維細胞計數的成像區域數(G)。按區域(H)劃分的血管等級。ES =靜電紡纖維區;NT=正常肌腱區。P值(Mann Whitney U檢驗)提供在比較場的上方。
圖5.(A)補片樣品的定量免疫組織化學(IHC)結果。紅色條=正常肌腱(NT)區。藍色條=電紡纖維(ES)區域。對于成像區域中的一級抗體,每個核的DAB染色面積百分比。ES=電紡纖維區; NT=正常肌腱區。P值(Mann Whitney U檢驗)提供在比較場的右側。代表性圖片顯示了抗CD4、抗CD14、抗CD45和抗TGFβ的免疫組織化學(IHC)結果。(B,E,H,K)低倍率(10X)亮場圖像,顯示ES和NT區域。在靜電紡絲(ES)區域中以高倍率(100X)拍攝的(C,F,I,L)圖像。在正常肌腱(NT)區域以高倍率(100X)拍攝的(D,G,J,M)圖像。