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新型纺织技术制造生物支架效益更高

科普小知识2022-02-09 00:03:52
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北京,4月8日,科技日报(记者常立军)-目前组织工程面临的主要问题之一是如何大量生产支架材料以满足临床患者的需要。根据美国密苏里大学的最新消息,该大学与北卡罗来纳州立大学的研究人员合作,发现三种新的纺织技术可以用于生产组织工程支架,这种支架可以大规模生产,并且更具成本效益。

组织工程是一个过程,在这个过程中,干细胞被“植入”生物材料中,以生长和替换有缺陷的组织。这需要一个由特殊材料制成的支架来支持干细胞。最终,支架会分解,只留下天然组织。这些组织可以帮助因糖尿病和循环系统疾病导致自身组织损伤而需要更换软骨、骨和乳腺组织的患者。

组织工程支架通常由纤维制成。过去,静电纺丝技术被用来通过静电场将非织造纤维结合在一起以产生干细胞附着的支架,但是这种方法对于大规模生产是不经济的。

密苏里大学工程学院院长伊丽莎白·雷霍娃(Elizabeth Rehova)表示,通过静电纺丝技术生产的纤维相对脆弱,支架不一致,有些孔太小,因此他们想测试一些方法来标准化这一过程,目的是扩大生产规模,确保材料具有相同的外观和性能,并可用于临床设计。

研究小组考察了服装和窗帘布等纺织品的生产工艺,并测试了三种新的纺织方法——熔喷法、纺粘法和梳理法,这些方法用于生产聚乳酸(PLA)支架。聚乳酸已经被美国食品和药物管理局批准,可以用作胶原填充剂和种植人类干细胞。然后他们花了3周时间研究干细胞是否能保持健康,以及它们是否能开始分化成脂肪和骨细胞。结果表明,三种纺织方法都是可行的。

雷哈瓦说,这些替代方法比静电纺丝技术更具成本效益,一种静电纺丝材料的小样本成本为2至5美元,而使用这三种技术的制造成本仅为0.3至3美元,这更高效、更经济。该小组的下一个计划是在动物身上测试这三种方法生产的支架的性能。

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