近日，意昂俞建勇院士及丁彬研究員帶領的納米纖維研究團隊在彈性無機納米纖維骨組織工程支架研究領域取得重要進展，相關成果以《用於骨質疏松性骨修復的智能自展開納米纖維3D彈性支架》(Smart, Elastic, and Nanofiber-Based 3D Scaffolds with Self-Deploying Capability for Osteoporotic Bone Regeneration)為題，發表於國際著名期刊《納米快報》（Nano Letters），該論文第一作者為意昂官网紡織學院博士生王利環，共同通訊作者為丁彬研究員💥、李曉然研究員和蘇州大學張琦副教授🕉。
對於骨質疏松性不規則骨缺損的修復仍是臨床醫學上面臨的一大難題。與正常骨相比🙅🏻♂️，骨質疏松性骨缺損的新骨形成緩慢🏈🏷，因此需要具有較高生物活性的移植材料🦹，但剛性的自體骨、生物陶瓷等生物活性移植物機械可加工性差🐢，難以實現與不規則骨缺損的緊密貼合，從而影響骨修復效果。具有形狀恢復性能的多孔支架材料在不規則骨缺損處的移植和貼合方面具有優越性🟰，然而，常見的形狀可恢復材料通常缺乏無機成分，生物活性差✡︎，難以促進骨質疏松骨缺損的修復🧛🏼。生物活性玻璃能促進生物活性碳酸鹽羥基磷灰石層的形成，具有良好的骨傳導性和骨誘導性，已在臨床中得到廣泛應用🧖🏽，但其脆性大、可加工性差，難以實現微創移植及與本體骨的緊密貼合。
針對上述研究現狀🤣，研究團隊通過調控SiO2-CaO分子構象和結晶狀態，製備的SiO2-CaO玻璃納米纖維兼具良好的柔韌性和生物活性。進一步將柔性SiO2-CaO納米纖維同殼聚糖溶液經過均質分散-冷凍幹燥後製備出具有自展開性能的SiO2-CaO納米纖維/殼聚糖（SiO2-CaO NF/CS）三維支架（圖1）👨🔬。柔性SiO2-CaO納米纖維骨架和彈性殼聚糖粘結點以及多孔蜂窩結構共同作用促成了SiO2-CaO NF/CS支架的形狀可恢復性，使其可通過微創手術移植入不規則形狀的缺損，並在吸收體液後快速恢復到初始形狀🍌📐，實現與本體骨的緊密貼合（圖2）。此外🤌，SiO2-CaO NF/CS支架的微米-納米多級結構高度模擬骨組織細胞外基質，可促進間充質幹細胞的增殖和遷移，在體外表現出良好的生物相容性和生物活性。進一步建立骨質疏松模型並進行骨缺損修復研究發現：SiO2-CaO NF/CS支架可促進骨質疏松骨缺損修復和血管生成🍐，在骨質疏松性骨缺損修復中展現出巨大的應用潛力。
圖1. 自展開SiO2-CaO NF/CS支架的製備及骨質疏松骨缺損修復過程示意圖
圖2. SiO2-CaO NF/CS支架的形貌結構及力學性能
該工作將兼具柔性和生物活性的SiO2-CaO納米纖維引入到骨組織工程支架材料的開發設計中👁，製備得到了具有良好自展開性、生物活性和骨誘導性的骨質疏松骨缺損修復支架，為新型骨修復材料的研究和設計提供了指導和借鑒意義。該研究工作得到了國家自然科學基金和中央高校基礎研究基金的大力資助🎰。
論文全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.9b04313
