美国德州理工大学谭卓（George Z Tan）团队利用芯鞘式静电纺丝法将聚己内酯（PCL）溶液制作成表面带有纳米孔的微米管以模拟有孔毛细血管。该微米管在形态结构上与人体毛细血管相近。这项研究为人造器官组织血管化提供了新的工具。
组织工程学的主要目标是在体外利用生物技术培养功能性组织或器官用以修复或替换病变受损的人体组织或器官。对多数三维生物组织而言，实现人造或自发的血液循环是组织工程成功的关键之一。如何在体外人工组织支架内植入血管，特别是毛细血管，是目前生物制造的一大挑战。人类毛细血管的内衬结构分为连续，有孔或者窦状三类，平均直径为5-10 微米。本文介绍了一种利用高湿度芯鞘式静电纺丝制作含纳米孔微米管以模拟有孔毛细血管的方法。通过芯鞘式喷丝头，聚己内酯（PCL）和聚氧乙烯（PEO）经静纺分别形成微米丝的外壁和内芯。在高湿度条件下，PCL外壁由于非溶剂诱导的相分离，在固化过程中形成纳米孔。含有纳米孔的微米丝经水浸泡，水溶性PEO内芯被溶解，最终形成外壁含有纳米孔的微米管。团队研究了不同的管芯和管鞘的溶质-溶剂组合以获得具有各种纤维形态的微米丝/管，并测试了湿度和温度等环境参数对纳米孔形成的影响。结果表明，溶剂类型、溶液浓度、与静纺湿度对微米管形态具有显著影响。高湿度和在溶液中加入不溶混的溶剂有利于纳米孔的形成。在不同条件下，PCL溶液可形成孔隙微米球，孔隙螺旋微米管，无孔隙微米管，凹痕微米管，及孔隙微米管。纤维直径可以通过溶液粘度和湿度来调节，当管芯溶液和管鞘溶液的粘度一致时可获得最佳的管状结构。经适当配比和条件控制，我们获得了直径5-10 微米的孔隙微米管，这与人类毛细血管形态相吻合。这项研究将为人造器官组织血管化提供重要工具。
相关结果发表在Macromolecular Materials and Engineering (DOI: 10.1002/mame.202000180)上，文章第一作者为Yingge Zhou
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mame.202000180
