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膠原蛋白是細(xì)胞外基質(zhì)中主要的纖維蛋白，占人體當(dāng)中的20%-30%，含量豐富。膠原蛋白非常柔韌，可以加工成各種形式用于生物組織工程領(lǐng)域，其在調(diào)節(jié)細(xì)胞功能和為組織器官提供結(jié)構(gòu)支持方面起著重要作用。靜電紡絲作為一種簡單易用的纖維制備方法，可制備從幾微米到幾納米直徑的纖維，可紡聚合物多達(dá)200多種。膠原蛋白常被作為靜電紡絲的溶液，目前靜電紡絲可以產(chǎn)生用于各種目的對齊和隨機(jī)膠原納米纖維。在組織工程中，纖維排列很重要，因?yàn)樗鼤?huì)影響機(jī)械性能和細(xì)胞活性。

靜電紡絲技術(shù)可用于將膠原材料轉(zhuǎn)化為納米纖維材料，這些材料具有多孔微納米結(jié)構(gòu)，具有良好的機(jī)械性能和優(yōu)異的生物相容性。 這些納米纖維在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中的潛在用途包括組織工程（例如人造皮膚、人造血管系統(tǒng)、軟骨修復(fù)等）、藥物輸送、止血敷料、牙周修復(fù)、生物膜和傷口敷料。 下圖闡述了靜電紡絲膠原蛋白纖維與細(xì)胞外基質(zhì)的類似性與通過改性后的相關(guān)應(yīng)用。

圖1 靜電紡絲膠原蛋白纖維的類細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)和改性后的纖維在組織工程中的運(yùn)用

靜電紡膠原納米纖維在幾個(gè)方面優(yōu)于其他聚合物納米纖維。首先，膠原蛋白是體內(nèi)許多組織的主要 ECM 蛋白。因此，膠原納米纖維最接近地模仿天然組織的超微結(jié)構(gòu)。其次，膠原蛋白的免疫原性較差。膠原納米纖維的植入不太可能激活宿主免疫反應(yīng)。第三，膠原蛋白具有優(yōu)良的生物相容性。因此膠原納米纖維支架適用于大多數(shù)身體組織的工程化。但膠原納米纖維最明顯的缺點(diǎn)是機(jī)械性能差。膠原納米纖維的機(jī)械性能可以通過交聯(lián)或用天然/合成聚合物或無機(jī)分子改性來改善。

靜電紡膠原納米纖維支架由于其優(yōu)異的生物相容性而被廣泛用于皮膚組織工程的制備。通常將其他生物材料添加到膠原納米纖維支架中以提高機(jī)械性能。 PCL 是一種可生物降解的合成聚合物，由于其優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和生物相容性，已廣泛用于靜電紡絲膠原蛋白。

圖2 含有未修飾 n-HA 的膠原溶液（a）3.8 wt%、（b）4.4 wt%、（c）5.0 wt%和（d）使用含有 4.4 wt% L-的膠原溶液電紡的膠原納米纖維支架的微觀圖 谷氨酸接枝n-HA

因?yàn)榕c天然組織的結(jié)構(gòu)相似，所以靜電紡膠原蛋白也能和天然組織融合形成細(xì)胞層。從結(jié)構(gòu)上看，非常適用于受傷皮膚再生重建。由靜電紡絲膠原衍生材料制備材料的三維微觀結(jié)構(gòu)可用于有效刺激組織再生。這些材料的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有助于促進(jìn)新組織向其纖維支架的整合和募集，從而加速新組織的生長。在皮膚的傷口處理上，這些材料可制備保持傷口濕潤并防止細(xì)菌感染的敷料，而且制造的復(fù)合材料能有效減少與外界接觸免受空氣的影響。納米纖維支架的主要功能是提供一個(gè)合適的三維環(huán)境，讓細(xì)胞能夠粘附和增殖。

輕子納米專注于靜電紡絲領(lǐng)域，可提供科教靜電紡絲設(shè)備，靜電紡絲中試設(shè)備，納米纖維產(chǎn)業(yè)化設(shè)備。我們的設(shè)備以銷往全球多個(gè)國家，有成熟的技術(shù)支持。多功能靜電紡絲機(jī)E05功能齊全，搭載溫濕度控制系統(tǒng)，并且能實(shí)現(xiàn)同軸靜電紡絲實(shí)驗(yàn)。使用近場直寫技術(shù)的生物打印機(jī)M01-005能制備組織修復(fù)的生物材料，可更換溶液/熔體/靜電紡絲/靜電噴霧模塊進(jìn)行工作。

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