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仿生SIS基生物复合材料，具有更好的生物降解性、抗菌活性和血管生成，用于腹壁修复

描述

小肠黏膜下层（SIS）是一种被广泛关注的用于重建组织缺损的无细胞材料，但在腹壁修复过程中，由于降解快导致长期力学性能差、细菌污染引起的感染以及术后新生血管不足而受到限制。

1. 简介

修复创伤引起的腹壁缺损、广泛手术切除或疝气仍然是一个挑战[1]。目前，合成或生物材料已被用作恢复腹壁完整性的网状物。合成材料，如聚丙烯，成为腹壁修复的标准护理[2]。然而，它们的植入物刚性和不可吸收性与慢性炎症组织反应和高并发症有关，包括感染、内脏粘连、慢性疼痛、挤出和复发等[3，4]在这方面，由于具有出色的吸收性和生物相容性，生物材料显示出优于合成材料的优势[5].此外，生物材料已被证明在组织学和功能方面促进组织的建设性重塑和再生。因此，生物材料在腹壁缺损的修复中越来越受到关注。

作为一种广泛使用的生物材料，小肠黏膜下层（SIS）是一种天然存在的细胞外基质（ECM），具有丰富的胶原蛋白，最终可以被新的位点特异性组织取代，称为组织内源性再生[6，7]。与交联生物网或任何其他基于胶原蛋白的材料相比，SIS含有多种生长因子，

2. 材料和方法

纳米压痕用于测量材料在生物力学环境下酶降解过程中的微观刚度（微刚度）。根据先前报道的方法[[27]，[28]，[29]]，通过使用PIUMA纳米压痕仪（Optics11，荷兰阿姆斯特丹）和半径为38.5μm的球形探针进行纳米压痕测试。将样品粘在培养皿的底部，然后在室温下浸没在PBS溶液中。在测试过程中，纳米压痕保持在溶液表面以下。

3. 结果

为了进一步了解SIS和CS/ES-SIS复合材料在生物力学环境下的降解机制，我们研究了材料在降解过程中的微观力学性能。纳米压痕测量适用于研究材料的微刚度。如表1所示，CS/ES-SIS复合材料的微刚度最初低于SIS，表明与CS/ES纳米纤维结合的SIS可以降低其刚度。然而，在暴露于胶原酶后，CS / ES-SIS复合材料在随后的所有暴露期后表现出比SIS更高的微观刚度。降解7 d后，SIS的微刚度仅保持8.82 ±0.42 kPa，而CS/ES-SIS复合材料的微刚度可保持64.5 ±2.98 kPa。

表 1.生物力学环境下不同降解时间下SIS和CS/ES-SIS复合材料的微刚度.

Optics11成立于2011年，是阿姆斯特丹自由大学(VU)的衍生组织。从那时起，这家初创公司的收入和员工持续增长，成为荷兰发展最快的公司之一，并具有国际影响力。Optics11 Life提供功能强大的新型纳米压痕仪，与传统的同类产品相比，使用方便、功能多样、坚固耐用。主要用于测量复杂、不规则的生物材料，如单细胞、组织、水凝胶和涂层的机械性能。

Piuma Nanoindenter

生物组织、软物质材料力学性能测试的新方法

Piuma是功能强大的台式仪器，可探索水凝胶、生理组织和生物工程材料的微观机械特性。表征尺度从宏观直至细胞。专为分析测试软材料而设计，测量复杂和不规则材料在生理条件下的力学性能。杭州轩辕科技有限公司

主要优势

● 内置摄像镜头，方便实时观察样品台

● 实时分析计算测量结果，原始数据并将以文本文件存储，方便任何时候导入Dataviewer软件进行复杂处理

● 探针经过预先校准，即插即用。对于时间敏感的样品确保了快速测量

● 光纤干涉MEMS技术能够以无损的方式测量即使是最软的材料，并保证分辨率。同时探针可以重复使用Piuma轩辕纳米压痕仪Piuma轩辕纳米压痕仪

技术参数

Fiber-On-Top 探头

新型光纤干涉式悬臂梁探头，利用干涉仪来监测悬臂梁形变。

相较于原子力显微镜或传统纳米压痕仪

创新型光纤探头，弥补了传统纳米压痕仪无法测试软物质的问题，也解决了AFM在力学测试中的波动大，操作困难、制样严苛等常见缺陷。

● 背景噪音低：激光干涉仪抗干扰强于AFM反射光路

● 制样更简单：对样品的粗糙度宽容度高于AFM

● 刚度选择更准确：平行悬臂梁结构有利于准确判别压痕深度与压电陶瓷位移比例关系，便于选择合适刚度探头来保证弹性形变关系的稳定性，进而获得重复率更高、准确性更好的数据

内置分析软件

● 借助功能强大而易于操作的软件，用户可以自由控制压痕程序（载荷、位移等）。自动处理曲线的流程，可以获得数据和结果的快速分析

● 原始参数完整txt导出，便于后续复杂处理的需要

● 利用Hertz接触模型从加载部分计算弹性模量，与常用的Oliver&Pharr方法相比，更为适合生物组织和软物质材料特性

视频介绍

近期文献