飛納臺式掃描電鏡助力納米纖維在心血管組織再生中的研究

論文題目：

Durable Immunomodulatory Nanofiber Niche for the Functional Remodeling of Cardiovascular Tissue

發表期刊：《ACS Nano》

2024 年，上海工程技術大學朱同賀教授團隊與復旦大學徐晨博士團隊合作，在期刊《ACS Nano》上發表題為“ Durable Immunomodulatory Nanofiber Niche for the Functional Remodeling of Cardiovascular Tissue”的論文。論文中制備了一種具有長期免疫調節功能的納米纖維生態位（DINN），可以用于心血管組織修復和功能重塑。

大多數心血管組織的再生能力有限，分化的血管組織和心肌無法實現再生。因此，目前嚴重的心血管組織損傷采用自體或異體移植治療。但是，即使以上治療也無法實現受損組織再生和功能恢復，不能明顯延長患者壽命。

心血管組織工程已成為一種實現心血管組織功能修復的多學科方法。其核心方法之一是使用仿生支架誘導功能性組織再生。理想的支架通常模仿天然細胞微環境，并提供促進細胞粘附、增殖、分化和組織形態形成的微環境。由于細胞微環境會隨著修復的進行而發生變化，因此支架必須具有動態響應功能，以便為不同階段提供微環境支持。

目前，能適應修復過程中微環境變化的心血管組織工程支架嚴重缺乏。當支架植入后，吸附在支架表面的內源性蛋白會刺激免疫細胞的炎癥反應，這種炎癥反應會持續存在于植入物周圍，直到材料降解。隨后，支架周圍會形成纖維化囊腫，阻止其他功能細胞的浸潤，從而降低支架的功效。因此，長期處于溫和及低炎性細胞募集的微環境對心血管組織的生理性再生至關重要。抗炎小分子和干擾 RNA 已被通過涂層或直接混合的方式整合到支架中，但這些活性成分的釋放半衰期通常不到 1 周。因此，用于修復心血管組織損傷的穩定抗炎癥微環境仍然難以實現。

基質重塑發生在心血管組織損傷修復的最后階段。這是細胞分化和組織功能誘導的重要步驟。植入支架的降解特性與基質重塑密切相關。降解速度過快或過慢的支架往往無法實現基質重塑。通常，快速基質重塑可以加速組織再生。然而，保持生物活性分子的持續釋放以允許基質重塑并確保體內修復的有效性仍然具有較大挑戰。丹參酸 A (SA) 由于其顯著的抗炎作用，通常用于治療心血管疾病。然而易受氧化，SA 的半衰期非常短。

為了解決上述挑戰，兩個團隊合成了可降解聚氨酯彈性體，以 SA 作為擴鏈劑。然后將這些彈性體靜電紡絲成納米纖維支架，以產生耐用的免疫調節納米纖維微環境 (DINN)。SA 響應周圍的再生微環境從納米纖維中釋放出來，直到材料降解。DINN 在降解過程中表現出穩定的機械性能，證明其適合長期體內植入以治療心血管系統損傷。體外實驗驗證了 DINN 的各種作用，例如其持續的抗炎作用和抑制細胞凋亡。更重要的是，DINN 可以響應炎癥浸潤而降解，從而釋放相應的 SA。DINN 的生物治療作用在心肌梗死 (MI) 大鼠模型和腹主動脈移植中得到進一步證實。研究結果表明 DINN 可以用于治療心血管組織損傷。

（1）PEUU 與 DINN 纖維片墊和管的微觀形貌

（2）DINN纖維不同時間降解后的微觀形貌

（3）PEUU與DINN纖維的抗血小板粘連測試

（4）修復組織在 PEUU 與 DINN 纖維上的生長狀態

該文章使用 Phenom XL 臺式掃描電鏡大倉版，用于觀察：（1）靜電紡絲后的DINN 形貌；（2）不同時間段 DINN 降解后形貌；（3）血液相容性評估中，測試 DINN 纖維表面血小板；（4）DINN植入生物體后一段時間，修復組織在其表面生長情況。