400-823-0080
info@biofabrication.cn     
当前位置: 主页 > 应用案例 > 美容护理 > 研究进展:静电纺丝构建角膜支架

研究进展:静电纺丝构建角膜支架

美容护理    2021-09-18 15:59

角膜感染和损伤可能需要角膜移植,然而,角膜供体的缺乏促使研究人员研究用于角膜治疗的植入物。静电纺丝支架在各种再生支架中显示出很大的作用。控制纳米纤维排列能力使其成为复制有序细胞外基质(ECM)如角膜的有吸引力的选择。

研究人员表明,几种类型的角膜细胞在静电纺丝支架上生长良好。 Deshpande等人(2010)能够在电纺聚(丙交酯-共-乙交酯)支架上培养角膜缘上皮细胞以将细胞递送至角膜,已发现人类角膜细胞(HKs)和人角膜上皮细胞(HCECs)在静电纺聚乙酸乙烯酯(PVA)/胶原(PVA-COL)支架上生长良好。 Wu等人(2018)表明HKs的生长方向与排列的电纺PVA-COL纤维相同。在随机组织的电纺PVA-COL纤维上,未观察到细胞取向。HCECs在对齐和随机纳米纤维上没有显示任何取向。

The HKs growth on the 9% PVA-COL scaffolds: (a-c) on the aligned scaffolds that were cultured for one, two and three weeks; and (d-f) on the random scaffolds that were cultured for one, two and three weeks. The scale bar is 200 ?m. (g-j) The aligned 9% PVA-COL scaffolds after culturing for four weeks. Scale bar: (g,h) 500 μm; (i) 200 μm; and (j) 100 μm.[Wu et al 2018].

角膜支架的一个挑战是它应该在植入或恢复后显示高度的光学透明度。电纺丝随机组织的纤维通常呈现低水平的透明度。当光纤组织时可以实现更高水平的透明度[Wu等,2018]。使用光谱分析的透明度比较表明,对齐取向的纳米纤维毡具有比随机取向的纳米纤维毡高两倍的透明度[Kim等人2018]。为了提高电纺纳米纤维的透明度,Kong等(2017)使用激光在膜上以50至100μm的间隔产生100至200μm范围内的直径穿孔。将这种穿孔的电纺聚(乳酸-乙醇酸共聚物)(PLGA)膜夹在胶原凝胶之间并压制成混合结构,发现该混合构建体显示63%的光透射率,并且在浸入PBS溶液7天后增加至72%。

由于纤维组织的透明性不仅限于平行排列的光纤。静电纺丝也可用于生产从中心辐射的纤维。 Kim等人(2018)使用了一个不导电的半球形装置,中间有一个导电针,而在半球形装置的底部形成一个环形导线。这种装置可以形成三维(3D)脚手架,由于纤维的组织结构,发现该支架显示出高透明度,这在PBS中润湿时与可见波长的天然角膜相似。

(A) Electrospinning setup of the fabrication of 3D radially oriented nanofibrous scaffolds, (B) copper wires, and metal pin in the hemispherical device designed to be electrically connected to each other [Kim et al 2018].

在角膜治疗中,研究人员还研究了静电纺丝支架可能用于的其他领域。 Ortega等(2013)研究了使用构建的电纺生态位来容纳在角膜再生中起重要作用的角膜缘干细胞。为了构建这种人造生态位,静电纺丝与微细加工结合使用。使用通过逐层光固化的微元光刻技术来产生电纺聚(乳酸 - 羟基乙酸共聚物)50:50的模板。该模板呈环形,其周围有微型口袋,从模板上剥离出具有底层模板形状的电纺膜作为最终的支架。