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为解决肌腱修复术后粘连（PAF）及能量代谢调控问题，研究人员开发聚柠檬酸辛二醇酯与 L - 赖氨酸二异氰酸酯交联的 POCL??膜。其兼具自密封、抗粘连及促 TSPCs 增殖分化能力，体内外实验证实可改善肌腱再生及力学性能，为肌腱修复提供新策略。
肌腱损伤是临床常见疾病，尤其是跟腱断裂，严重影响患者活动能力与生活质量。当前，尽管手术与康复技术不断进步，但术后肌腱粘连仍是主要难题。传统防粘连材料如聚乳酸（PLA）、透明质酸（HA）等，或缺乏再生能力，或降解过快、需缝合固定，存在感染风险及力学不匹配等问题。肌腱干细胞（TSPCs）的再生依赖三羧酸（TCA）循环供能，而如何在整个修复过程中持续提供能量代谢底物一直未被充分关注。在此背景下，上海交通大学的研究团队开展了相关研究，其成果发表在《Bioactive Materials》，为肌腱修复领域带来新希望。
研究人员开发了一种基于柠檬酸的可降解自密封膜材料 POCL??，由聚柠檬酸辛二醇酯（POC）与 L - 赖氨酸二异氰酸酯（LDI）交联而成。该研究通过体外降解实验、力学性能测试、细胞相容性评估及体内肌腱修复模型等关键技术方法，探究了 POCL??膜在抗粘连、促再生方面的作用。
2.1 材料合成与表征
通过调节 LDI 比例制备系列 POCL?膜，发现 POCL??膜厚约 100 μm，表面致密光滑。傅里叶红外光谱（FTIR）证实交联成功，X 射线光电子能谱（XPS）显示随 LDI 增加，氢键作用增强。在磷酸缓冲盐溶液（PBS）中，LDI 交联密度越高，降解速率越慢；而在含酯酶溶液中则相反，且柠檬酸释放量随 LDI 增加而减少，表明可通过 LDI 调控降解与释酸速率。
2.2 力学性能与自密封能力
POCL??膜拉伸强度较低，柔韧性佳，模量与肌腱周围组织匹配，可减少异物感与炎症反应。其自密封强度达 0.20±0.02 MPa，在湿环境中能维持管状结构 30 天，无需缝合即可稳定贴合损伤部位，简化手术操作。
2.3 抗生物污染与生物相容性
体外实验显示，POCL??膜对牛血清白蛋白（BSA）和成纤维细胞的粘附显著低于高交联度的 POCL??，且细胞存活率超 70%。低交联度的 POC 因释酸过多导致细胞毒性，而 POCL??通过平衡降解与释酸，兼具抗粘连与生物相容性。
2.4 POCL??促 TSPCs 增殖与细胞周期
TSPCs 在 POCL??浸提液中存活率显著提高，EdU 染色显示细胞增殖活跃。柠檬酸浓度实验表明，POCL??释放的 0.45 μM 柠檬酸可促进 TSPCs 活力，证实其通过外源性柠檬酸直接促进干细胞增殖。
2.5 代谢调控机制
RNA 测序（RNAseq）显示，POCL??诱导 TSPCs 中氧化磷酸化（OXPHOS）通路显著上调，糖酵解通路下调，同时激活 Notch 信号通路及细胞外基质（ECM）相关基因。Western blot 证实线粒体功能相关蛋白 PGC1α、TFAM 表达稳定，ATP 生成增加，线粒体膜电位正常，表明 POCL??通过代谢重编程促进 TSPCs 分化。
2.6 体内抗粘连效果
在大鼠跟腱损伤模型中，POCL??膜与商用 Seprafilm 均显著减少粘连形成，但 POCL??膜结构更完整，降解更稳定。组织学评分显示，POCL??组粘连程度低于对照组及 Seprafilm 组，证实其有效物理屏障作用。
2.7 促肌腱再生与力学性能
POCL??组肌腱胶原纤维排列整齐，炎症反应轻，血管分布均匀，组织学评分显著高于对照组与 Seprafilm 组。生物力学测试显示，其最大载荷与刚度分别为对照组的 2.3 倍和 Seprafilm 组的 1.5 倍，表明肌腱力学性能显著提升。
2.8 促 TSPCs 分化与胶原沉积
免疫荧光显示，POCL??组肌腱中 TSPCs 标志物 SCX（硬骨素）和 Ⅰ 型胶原（COL1）表达显著增强，炎症标志物 CD68 阳性细胞减少。术后 21 天，POCL??组 ATP 浓度显著高于其他组，表明持续释酸支持能量代谢，促进再生。
2.9 生物安全性与降解性
体内降解实验显示，POCL??膜术后 6 周仍完整，9 周完全降解，内脏器官未见病理损伤，证实其良好生物相容性与可控降解性。
综上所述，POCL??膜通过持续释放柠檬酸调控 TSPCs 能量代谢，促进其从糖酵解向 OXPHOS 转变，同时提供自密封物理屏障防止粘连，实现了抗粘连与促再生的双重功能。该研究不仅拓展了柠檬酸基生物材料的应用，更建立了 “代谢组织再生” 的新平台，为临床肌腱修复提供了安全有效的新策略，有望推动可降解生物材料在再生医学领域的进一步发展。
