具有可调力学性能的气泡型大孔纳米纤维-水凝胶复合材料的生物制造，以及通过mTCP生物激活技术实现先进的骨组织再生

《ACS Biomaterials Science & Engineering》：Biofabrication of Gas-Foamed, Macroporous Nanofiber–Hydrogel Composites with Tunable Mechanics and mTCP Bioactivation for Advanced Bone Tissue Regeneration

骨组织工程纳米纤维复合水凝胶的制备与性能优化。采用电纺丝超声粉碎技术构建多孔结构，结合骨诱导微晶羟基磷灰石填料，显著提升细胞浸润能力与机械性能可调性。

　　

水凝胶是一种充满水的三维聚合物材料，由于其优异的细胞相容性、易获取性、成本效益以及可调的机械性能，在生物医学领域得到了广泛应用。然而，骨组织工程应用对刚性基质的需求限制了软质水凝胶类聚合物材料的使用，并需要大量的结构和生物力学改进。密集的聚合物网络结构也阻碍了细胞向刚性水凝胶结构的渗透。最近，一种由静电纺纳米纤维与软质水凝胶基质组成的复合材料（称为纳米纤维水凝胶复合材料，NHC）因能够缓解这些挑战而受到了广泛关注。不过，细胞在这些材料中的渗透仍然是一个亟待解决的问题，这关系到它们在更厚结构应用中的适用性。本文报道了一种基于明胶的大孔纳米纤维水凝胶复合材料（NHC）的制备方法，该复合材料含有骨诱导性微碳酸钙（mTCP）填料，具有潜在的骨组织工程应用价值。首先将静电纺丝得到的丝素纳米纤维织物通过超声波处理进行粉碎，然后与含有mTCP填料的明胶基水凝胶前驱体溶液混合。所得的凝胶块通过改进的气体发泡技术制成多孔结构，并利用人源MG63成骨细胞系对其在骨组织工程中的应用潜力进行了研究。本文所述的多孔NHC制备方法能够根据用户需求制备出具有可调机械性能的支架材料，因此有望应用于广泛的生物医学和组织工程领域。