三维编织聚乳酸/聚己内酯生物可降解支架在软组织再生中的材料学表征与体内性能研究

为解决软组织重建中移植物体积维持不佳和血管化不足的问题，研究人员通过熔融纺丝技术制备了不同比例聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)的三维编织支架，系统评估了其力学性能、降解特性和生物相容性。研究发现PLA90 /PCL10 支架在结构稳定性、血管生成和脂肪组织整合方面表现最优，为临床软组织修复提供了可定制化的解决方案。该成果发表于《Journal of Biological Engineering》，为生物材料设计提供了新思路。

　　

在整形外科和肿瘤学领域，软组织缺损修复长期面临移植物吸收率高、体积维持不稳定等挑战。传统脂肪移植存在高达70%的吸收率，而血管化脂肪瓣虽能改善存活率，却受限于机械支撑不足。如何构建兼具生物相容性、力学适配性和促血管化能力的支架材料，成为组织工程领域的关键科学问题。

法国里尔大学癌症研究所联合ENSAIT纺织工程实验室的Mélanie Dhayer团队创新性地将熔融纺丝技术与三维编织工艺相结合，开发了PLA/PCL复合支架。研究人员通过调控PLA与PCL的比例（PLA₇₀
/PCL₃₀
、PLA₉₀
/PCL₁₀
和纯PLA），系统评估了材料在模拟生理环境中的降解动力学、力学性能演变规律，并采用鸡胚尿囊膜(CAM)模型和大鼠皮下植入实验验证了其促血管化和脂肪再生能力。该研究首次揭示了熔融纺丝多纤维编织结构在软组织再生中的独特优势，相关成果发表于《Journal of Biological Engineering》。

关键技术方法包括：1）通过熔融纺丝制备直径20-50μm的多纤维丝，采用5mm规格工业平床编织机构建三维支架；2）体外降解实验在37℃模拟生理环境持续63天；3）采用D1 ORL UVA小鼠骨髓间充质干细胞和3T3-L1前脂肪细胞评估生物相容性；4）CAM模型分析血管渗透性；5）Wistar大鼠皮下植入实验持续6个月，结合CD31/CD68免疫组化分析宿主反应。

材料表征结果显示：PLA₇₀
/PCL₃₀
支架纤维表面更光滑，孔隙率达81.1%，而PLA₉₀
/PCL₁₀
支架因PLA结晶度更高（18.34% vs 15.51%）表现出更强机械强度。加速降解实验表明，PLA₉₀
/PCL₁₀
在50℃下能保持86%初始应力，显著优于纯PLA的47.7%。

生物相容性评估证实：所有支架提取物对细胞活力无显著影响（>70%存活率），但PLA₇₀
/PCL₃₀
组脂肪分化效率略低。扫描电镜显示D1细胞在PLA₇₀
/PCL₃₀
支架上呈现沿纤维方向的伸长形态，而在PLA₉₀
/PCL₁₀
支架上形成桥接结构。

血管化分析发现：CAM模型中所有支架均支持血管穿透，血管密度约10%。大鼠实验显示PLA₉₀
/PCL₁₀
组CD31⁺
血管密度比PLA₇₀
/PCL₃₀
组高1.8倍（p<0.05），且巨噬细胞浸润（CD68⁺
）减少37%。

体内整合表现：植入6个月后，PLA₉₀
/PCL₁₀
支架脂肪浸润面积达25%， perilipin染色显示成熟脂肪细胞占比达68%，而PLA₇₀
/PCL₃₀
组仅41%。分子量测试发现PLA₉₀
/PCL₁₀
的Mn从70,318 g/mol降至32,150 g/mol，降解速率更适合长期再生。

该研究证实三维编织支架的拓扑结构能引导血管定向生长，而PLA₉₀
/PCL₁₀
的优化配比在机械强度（初始模量3,120 MPa）与降解速率间取得平衡。值得注意的是，虽然PCL含量更高的PLA₇₀
/PCL₃₀
支架具有更好的弹性，但其不均匀降解导致的局部酸性环境反而加剧了炎症反应。这一发现颠覆了"PCL更惰性"的传统认知，提示材料相分离程度是影响宿主反应的关键因素。

作为首个系统评估熔融纺丝多纤维编织支架在脂肪重建中应用的研究，该成果为临床大体积软组织缺损修复提供了新材料选择。未来研究可进一步优化纺丝工艺，探索内皮细胞预种植等策略，加速临床转化进程。