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肌腱损伤修复面临炎症反应过度、成纤维细胞增殖失控等难题。研究人员设计载粉防己碱(Tetrandrine)的聚乳酸 / 丝素蛋白(PLLA/SF)纳米纤维并制成针织支架。结果显示该支架抑制成纤维细胞增殖、促进巨噬细胞抗炎极化,体内实验中延迟炎症反应、增强胶原生成,为肌腱修复提供新策略。
在人体的运动系统中,肌腱扮演着至关重要的角色,它如同坚韧的桥梁,紧密连接着肌肉与骨骼,负责将肌肉收缩产生的机械力精准转化为关节的灵活运动。然而,肌腱一旦受伤,修复过程困难重重。目前,针对退化肌腱的治疗,手术是常用手段,但效果却不尽人意。术后不仅存在诸多并发症,而且肌腱修复缓慢,患者往往需要漫长的恢复时间。这主要是因为在肌腱愈合过程中,炎症反应和纤维母细胞异常增殖等因素在作祟。过度的炎症反应和纤维母细胞的过度增殖,会引发细胞凋亡、组织粘连以及瘢痕组织形成等一系列问题,严重影响肌腱的正常修复和功能恢复。此外,由于肌腱在屈伸过程中滑动能力有限,受伤肌腱修复后复发率较高。因此,如何有效解决炎症问题,合理调控纤维母细胞的增殖,成为实现肌腱健康且有效修复的关键所在。
在这样的背景下,国内的研究人员积极开展研究,致力于寻找一种更有效的肌腱修复方法。他们精心设计了载粉防己碱的聚乳酸 / 丝素蛋白(PLLA/SF)纳米纤维,并将其制作成针织支架,希望以此来推动肌腱组织的再生。最终,研究取得了令人欣喜的成果,该针织支架展现出良好的机械性能、抗炎特性以及抗纤维化能力。这一研究成果发表在《Applied Materials Today》上,为肌腱损伤修复领域带来了新的希望和突破。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。其中,静电纺丝技术是重要手段之一,通过该技术制备出载粉防己碱的 PLLA/SF 纳米纤维;随后,采用手工编织技术将纳米纤维包裹在 PLLA 微米纤维纱表面,制成核壳型纳米纱,再进一步编织成针织支架。此外,利用网络药理学方法,深入探究粉防己碱与软组织再生之间的生物活性及潜在机制 。
材料准备
研究中,所使用的材料来源广泛。丝茧购自中国山西的西北蚕桑基地;聚乳酸(PLLA,Mw = 110 kDa)由上海伊恩化工科技有限公司提供;粉防己碱(分析纯)购自上海阿拉丁生物技术有限公司;PLLA 微米纤维纱来自东华大学纺织学院;六氟异丙醇(HFIP,分析纯)则采购自上海大瑞。这些材料为后续实验的顺利开展奠定了坚实基础。
网络药理学研究
借助网络药理学,研究人员对粉防己碱与软组织再生之间的关系进行了深入剖析。基于 Pubchem、SSTP 和 CTD 数据库,经过筛选和重新选择,确定了 168 个与粉防己碱相关的潜在靶点。同时,依据 GC、TTD 和 OMIM 数据库,获取了 3359 个与软组织修复相关的潜在靶点。通过对这些结果的交叉分析,最终得到 124 个交集靶点,为进一步探究粉防己碱在肌腱修复中的作用机制提供了重要线索。
载粉防己碱支架对成纤维细胞增殖的影响
实验表明,将粉防己碱融入纤维后,对成纤维细胞的增殖产生了显著抑制作用(p < 0.05)。这一结果意味着该支架能够有效控制成纤维细胞的异常增殖,避免因过度增殖导致的组织粘连和瘢痕形成等问题,为肌腱的正常修复创造有利条件。
载粉防己碱支架对巨噬细胞极化的影响
研究发现,载粉防己碱的支架能够促进巨噬细胞向抗炎表型极化,其 CD206/CD68 比值相较于对照组提高了 2.5 倍。巨噬细胞极化状态的改变,有助于减轻炎症反应,为肌腱修复营造一个更为有利的微环境。
载粉防己碱针织支架的体内实验效果
在体内实验中,该针织支架表现出色。它能够延迟炎症反应的发生,为肌腱修复争取更多时间;同时,还能增强修复部位的胶原蛋白生成,促进肌腱组织的再生和修复,进一步证明了该支架在肌腱修复中的有效性。
研究成功制备出具有良好机械性能、抗炎和抗纤维化特性的针织支架。粉防己碱的加入,使得支架能够积极调节炎症反应,抑制成纤维细胞的过度增殖,有效解决了肌腱愈合过程中的两大难题。与传统依赖单一药物的方法不同,粉防己碱实现了同时抗炎和抗纤维化的双重调控,这无疑是对现有单功能载药支架的重大突破。该研究成果为肌腱损伤修复提供了全新的策略和方向,有望推动肌腱修复领域的进一步发展,为广大肌腱损伤患者带来新的治疗希望。