上海微系统所在具有跨厚度液体定向运输功能的新型GBR膜方面取得进展

如何在植入后的初始阶段实现大体积组织工程支架材料中心部位的充足血供是目前组织工程亟待解决的问题。能够被动输送体液(包括血液和间质液)的生物材料将有利于新陈代谢和增强组织再生。引导性骨再生（guided bone regeneration，GBR）技术是口腔科常用的一种牙槽骨骨增量方式，其原理是使用GBR膜作为屏障来阻止非成骨相关组织的长入以维持成骨空间。GBR膜在这个过程中起着至关重要的作用，但是其存在着与组织工程支架相似的问题，即GBR膜的厚度和致密结构与其力学性能和阻隔能力密切相关，而膜厚度和密度的增加会使膜的通透性降低。因此，如何实现GBR膜的机械强度、屏障功能和有效营养物质运输能力之间的平衡仍然是一个重大挑战。

受蛛丝集水结构的启发，中国科学院微系统与信息技术研究所陶虎课题组与上海交通大学医学院附属第九人民医院邹多宏课题组联合设计并制备了一种具有锥形微孔通道的双层丝素膜(CSMP-DSF膜)。CSMP-DSF膜由致密层与疏松层共同组成，双层结构通过锥形通道相连。致密层与疏松层之间存在的表面能梯度以及CSMP结构产生的拉普拉斯压力共同促进了液体从光滑面向松散层的定向运输。因此CSMP-DSF膜兼具较强的机械强度和保护特性以及液体定向运输能力。跨厚度液体定向运输结构的引入为解决组织工程支架中与材料跨膜厚度运和血液灌注问题相关的挑战提供了一种新方法。该研究对推进引导骨再生和组织工程领域具有重要意义。

相关论文：“Harmonizing Thickness and Permeability in Bone Tissue Engineering: A Novel Silk Fibroin Membrane Inspired by Spider Silk Dynamics”（论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202310697）发表于材料与化学领域权威期刊Advanced Materials。