供稿人:姜楠，贺健康 发布日期：2018-04-03
骨损伤在外科很常见，通常的解决方法是使用同种异体的骨头去填补骨缺损。然而这种外源性的骨头缺少骨膜结构为其提供营养，使骨损伤的愈合时间延长。组织工程的出现为骨缺损的治疗提供了新的方法。例如使用猪小肠粘膜下层支架和光固化水凝胶支架复合骨髓干细胞促进骨损伤愈合，然而这两种方法步骤繁琐，且制备过程会影响细胞的功能。
静电纺丝支架因其具有可降解性和生物相容性，是构建骨膜的良好选择。近日，来自美国马萨诸塞大学医学院的研究者们构建了一种新型静电纺丝人工骨膜（图1）。与原有的普通静电纺丝支架不同，该支架使用了一种新型材料（PELGA）。这种材料具有以下优点：亲水性可控，与羟基磷灰石紧密结合，生物相容性好且在正常人体温度具有形状记忆功能。
图1 不同比例和成分的新型静电纺丝人工骨膜
这种新型静电纺丝人工骨膜能否促进干细胞的生长和分化呢？答案是肯定的（图2）。研究者们首先将骨膜干细胞和骨髓干细胞种植在该静电纺丝人工骨膜上，可以观察到细胞在支架上粘附并稳定增殖。当换成成骨诱导培养液后，两种细胞均向骨细胞分化。将骨髓干细胞使用荧光标记后，使用温敏培养皿构建的细胞片层可以在人工骨膜上稳定生长，证明了该人工骨膜在应用上的巨大潜力。
图2 人工骨膜对细胞生长分化的影响 （A细胞生长；B 细胞粘附；C细胞分化；D细胞片层粘附在支架表面）
除了具有良好的生物相容性以外，研究者们还致力于使人工骨膜可以“自发”的包裹骨植入物（图3）。他们将人工骨膜包裹在镊子上，37℃维持10-30分钟。这样该结构就维持在一个圆柱形状。之后将该结构铺平，在4℃环境下可保持平整。当与骨植入物接触并使用37℃盐水冲洗（模拟体内环境）后，该结构会立即恢复圆柱形状包裹骨植入物。说明该支架具有形状记忆的功能。
图3 人工骨膜具有形状记忆功能
这种新型人工骨膜的出现为组织工程的研究提供了新的思路。相信随着研究的进一步深入，人工构建组织和器官必然应用于临床，使千千万万的骨损伤患者恢复健康。