Adv. Mater. || 复杂几何多孔微通道神经导引支架的可扩展制造学术资讯

来源：材料前沿科技

微通道支架可通过在损伤部位引导神经元的生长过程加速神经修复。尽管几何形状、材料化学、硬度和孔隙度已经被证明会影响神经引导支架内的神经生长，但在高通量中独立调节这些性质方式仍然是一个挑战。在此，麻省理工学院的Polina Anikeeva 作为通讯作者提出了一种将纤维拉伸与盐浸出结合以产生具有可调节横截面和孔隙率的微通道的方法。作者使用氯化钠作为造孔剂，通过过滤获得具有所需尺寸的NaCl晶体，并与热塑性塑料溶液混合，然后通过刮刀法将其浇铸成具有确定厚度的薄膜。

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图1.热拉伸微通道纤维中的孔隙率。

a.无孔和b.多孔PCL纤维通道；c.b图中的放大。

d.无孔和e.多孔PCL纤维通道；f.e图中的放大。

g.用于PCL通道制造的NaCl晶体的平均尺寸与平均孔径相关。

h.由具有不同尺寸范围的NaCl晶体的PCL复合材料生产的纤维通道中的孔隙分布。i-k.PCL复合材料的SEM和l-n）EDX分析。

i，l.盐浸前的图像。

j，m.盐浸一小时后的图像。

k，n.盐浸后24小时后的图像。碳（C）标记为蓝色，Na为红色，Cl为绿色（黄色对应于NaCl）。

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图2.3D打印的脚手架。

a.分支的照片和b.分别模仿分叉神经和脊髓横截面的蝴蝶形保险丝印刷支架的照片。

c.六角形包装印刷支架的SEM图像。

d，e.在之前d.和之后e.盐浸出的SEM图像显示盐颗粒去除和孔隙的出现。

f.在温和搅拌下在生理条件下（磷酸盐缓冲盐水，37℃）孵育4周后印刷的多孔支架的SEM图像。该结构保持各个微通道纤维之间的孔隙率和粘附力。

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图3.在体外12天后，来自分离的DRG的神经突向外生长。

a，b.神经丝免疫染色的共聚焦显微镜图像显示多孔a.和无孔b.PCL纤维通道内的神经突延伸。

c，d.来自DRG的神经突延伸的共聚焦图像，如通过神经丝免疫染色所标记的，接种在多孔c.和无孔d.PCL膜上。

e.四组间神经突起的延展性进行双向方差分析，后用Tukey HSD试验进行比较。在多孔性PCL通道中，平均突起伸长大于非多孔孔道。沟道中突起的伸长率明显大于扁平的PCL薄膜,与孔隙率无关。在多孔膜和非多孔膜上，神经突起的延伸无明显差异。

纤维拉伸和盐浸相结合，使利用不同热塑性塑料制备具有可控孔隙度、刚度和尺寸的高通量神经导向通道成为可能。这些基于多孔纤维的通道通过细丝表面加热熔丝印刷进一步排列成复杂的支架几何形状。由于后一种方法利用了数字设计，因此可以基于受损神经的结构图像来制造个性化的患者特异性支架。本文中用于生产具有预定几何形状和长度的多孔结构的可扩展方法可以在组织工程之外找到其他的应用，包括流体过滤和化学分离。

来源：clqykj 材料前沿科技

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