生物医学领域的肌腱移植物对于各种肌腱损伤和疾病的临床治疗是必不可少的。全世界每年超过3000万人需要进行肌腱移植手术。然而，合适的肌腱组织（大小、形状和生理特征相同）、供体部位发病率、炎症反应以或同种异体疾病的潜在传播限制了其临床应用。组织工程技术可以促进肌腱形成和再生，并最终可以开发出替代受损肌腱组织的功能性替代物。在过去十几年中，静电纺丝作为一种制造微米或纳米纤维生物材料支架的方法，引起了研究者广泛的兴趣。许多研究证明，静电纺丝纤维支架具有优良的纤维尺寸以及高的比表面积，可以促进肌腱组织中的细胞粘附、增殖和分化。然而，溶液静电纺丝法制备的纤维中存在的有毒溶剂可能会扩散出纤维，并对组织或细胞造成损害。此外，传统静电纺丝的紧密填充结构，限制了纤维之间的孔径大小，会阻止细胞渗入支架的内层，从而进一步阻止三维组织移植物的形成。因此，需要开发新型的纤维支架制造技术，来消除有机溶剂毒性的同时，提高孔径可控性。
图1新型离心熔融静电纺丝（CME）装置示意图
在国家自然科学基金和学院的大力支持下，为解决上述问题，我院2017届硕士毕业生彭浩同学在读研期间，在刘勇老师指导下，和同学一起，将高分子加工领域中的离心纺丝和熔体静电纺丝相结合，开发了一种离心熔体静电纺丝装置和技术。利用该技术无溶剂和环境友好的特点，制造了具有可控纤维网格厚度的聚乳酸纤维支架。通过将HADMSC细胞接种在不同的聚乳酸纤维支架上，研究了纤维取向和支架厚度对细胞行为的影响。HADMSC细胞的生长形态分析表明，具有有序、纤维化和地形化特点的纤维支架可以通过接触引导，诱导细胞的生长和取向，并促进HADMSC细胞对腱细胞的增殖和分化。这些研究结果表明，有序结构的纤维支架在治疗腱损伤或疾病后再生等方面具有广泛的潜在应用前景。
图2 聚乳酸有序纤维支架促进联合培养的HADMSC和HUVEC细胞在体外腱的分化和生长
近日，该研究成果以论文“Effect of scaffold morphology and cell co-culture on tenogenic differentiation of HADMSC on centrifugal melt electrospun poly (L-lactic acid) fibrous meshes”在国际期刊《Biofabrication》上发表（原文下载链接：https://doi.org/10.1088/1758-5090/aa8fb8）。 该工作得到了美国University of Nebraska Medical Center的合作和支持，彭浩同学为共同第一作者，我院刘勇与美国University of Nebraska Medical Center的Bin Duan为共同通讯作者。据悉，《Biofabrication》由IOP出版社发行，目前被SCI收录，为中科院SCI期刊一区期刊，影响因子为5.24（2016年）。该杂志内容涉及生物材料、生物工程、组织工程等研究领域。