几十年来，工程师和科学家向大自然寻求设计灵感，导致了生物仿生学和仿生工程的诞生。为了促进具有机械互锁界面的模块化组织工程， 互锁支架应具有生物相容性，保持高孔隙率以促进细胞和营养物质的迁移，并应保护细胞免受所模拟的解剖结构的机械应力 ，与ECM和细胞协同工作的联锁支架可以改善模块化组织工程的结果。在此， 内布拉斯加大学林肯分校的Jingwei Xie教授组 报告了一种 新型的的互锁和细胞外基质强化生物材料 ，它能 承受生物条件下的剪切和压缩负荷，并能提高细胞生存率（图1） 。相关文章 ＂Extracellular Matrix Secretion Mechanically Reinforces Interlocking Interfaces＂于2022年11月29日发表在杂志《ADVANCED MATERIALS》上。 图1材料的制备和表征 尼龙-6，6被选为模型聚合物，因为它的性质与聚乳酸相似，易于生产，而且由于本研究需要大量纤维，因此成本较低。该团队试图优化纤维的长径比以获得最佳的抗压和抗剪切性能，直径为10：1，以获得 最佳的绒毛排列 。在确定了每种支架类型的结构特征后，以固定速率进行了抗压和抗剪切实验。剪切阻力是使用改进的拉伸实验测量的(图2a)，纤维可以在横向负载的情况下互锁并抵抗剪切力，测试了横向负载的三种情况：无负载、小负载(~5N)和大负载(~20N)(图2b)，发现 较高的横向载荷可以促进更深程度的纤维渗透，并提高支架的抗剪切强度 。支架对横向负荷的程度有不同的反应，如长而厚的纤维在无负荷下有较高的临界力，而短而薄的纤维在较高的横向负荷下有较高的临界力（图2 c-e）。压缩实验包括以恒定的速率平行于互锁的支架施加压缩载荷，持续4个周期（图2 f），抗压能力随着纤维直径的减少而减少，图2g中给出了最大抗压负荷的统计结果图。加权T-Score显示O型支架(1.5dTex，30μm纤维长度)是最理想的，因此，聚乳酸(PLA)因其机械强度、生物相容性和易植入性而被选为理想的聚合物。最后，为了确保细胞活性，将MC3T3-E1细胞接种在聚乳酸支架上，在第1、3、5和7天测量细胞活力， 显示细胞增殖显著增加 ， 第7天胶原染色显示细胞附近有少量胶原沉积 。 图2. 支架的抗剪、抗压性能 细胞存活率评估 在机械压缩细胞的过程中会诱发多种细胞死亡，因此，应力屏蔽是一种理想的支架特性，作者提出了一种纤维弯曲机制，它可能对粘附在纤维上的细胞产生小的局部变形，但能减轻大的全细胞压缩（图3 a）。首先使用细胞活力测定法评估细胞毒性。结果发现，用3D打印的压缩嵌件直接培养MC3T3-E1细胞后，存活率没有明显增加，但在24和48小时后仍保持90%以上的存活率（图3 b）。用吸光度表示静态培养条件下的细胞的正常化，我们注意到在1.1千帕的压缩负荷下，存活率首次明显下降，在2.8和5.5千帕下，存活率急剧上升（图3 c）。24小时后，发现 互锁支架比电纺纳米纤维膜有更明显的保护作用 （图3 d）。综上所述， 互锁支架显示了在机械压缩过程中保护细胞的能力，这主要是由于支架有能力抵御纤维弯曲带来的压缩 。 体外ECM的沉积促进细胞成骨分化 作者假设，随着播种细胞及其分泌的ECM的增殖，支架也会经历机械强度的增加。为了研究这一点，首先必须确定ECM成分的沉积。将MC3T3-E1细胞的长期培养40天。COL1A和DAPI的共聚焦成像显示，I型胶原蛋白的分泌在第10天时不多，在第20、30和40天之间明显增加（图4 a）。在第0天、第10天、第20天、第30天和第40天对各种成骨基因进行了分析，以证实在用互锁支架培养期间可以发生成骨分化。为此，用PCR分析了BMP7、RANKL、BSP、ALP、OCN、OPG、RUNX2和Col1A（图4 b），发现除OPG外，每个被检测的基因都 随着培养时间的推移而明显增加 。 成骨标志物的变化进一步表明，三维环境能够刺激成骨分化 。 图4. 胶原蛋白增强的互锁支架的细胞活力及成骨分化 互锁支架与外源或内源细胞和ECM协同发挥作用 最后，为了说明互锁支架如何与外源或内源细胞和ECM协同发挥作用，在培养10、20、30和40天后，测量了MC3T3-E1细胞播种的互锁支架的压缩和剪切阻力曲线（图5 a和b）。通过测量羟脯氨酸，在第10、20、30和40天对胶原蛋白（COL1A）进行了量化，发现从第10天的支架大约为60克，到第40天支架增加到的大约250克（图5 c）。并通过线性回归证实，从基线到第40天，压缩阻力大约增加了4倍，并与胶原蛋白含量的增加高度相关（图5 a，c和d）。同样通过线性回归证实，剪切阻力从基线到第40天大约增加了10倍，并与胶原蛋白含量的增加密切相关（图5 b & e）。图5 f和g中指出了与基线的百分比变化。 图5. MC3T3-E1细胞种植的互锁支架在培养10、20、30和40天后的应力曲线 综上所述，一种新型的 互锁支架的生物力学基础是有必要的 ，该支架 在机械压缩过程中保护细胞，并通过与细胞及其ECM分泌的协同机制进行机械强化 。表明，在长期培养过程中， 互锁的界面能够维持MC3T3-E1细胞的生长，它们分泌的ECM能够机械地加固界面，并促进成骨分化 。这种互锁支架有可能用于模块化组织工程界面（如肌肉-骨、肌腱-骨、骨-软骨、真皮-表皮交界处）和结构性生物粘附。 文献来源：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202207335 了解更多 围绕医工交叉领域，EFL建有公众号、相关学术及产业社群，搜索＂EngineeringForLife＂公众号了解更多~
我国火箭残骸明明坠落太平洋！为何又在菲律宾发现中国火箭残骸？2022年11月，一张由菲律宾人拍摄的火箭残骸照片引发了热议，因为火箭残骸上的红色区域上有一个很明显的标志一个巨大黄色五角星的图案，它应该是中国国旗的一部分，因此，这枚火箭残骸初步奇遇甘肃遇见未知的旅途丨宝藏景点小众心动之旅，发现丝路新体验你是心怀好奇的旅行家吗？你向往传说中的河西走廊吗？你想在苍茫壮美的西北遇见新的惊喜吗？甘肃坐拥如画风景和独特文化无限美好皆值得你去寻觅图携程社区swenty你聆听过大地之子的呼唤吗广发策略首张智能网联车示范运营牌照颁发新兴产业景气扫描（11月第2期）报告摘要本期重点关注（1）国内成品油价格上调（2）全球首张智能网联汽车示范运营牌照颁发（3）发改委发文鼓励民营企业投资太阳能发电等领域（4）我国海上风电装机容量跃居世界第一（5）国医保局发文，全面取消医院结款权限来源赛柏蓝器械作者东台01hr启动回款清零计划近日，山东医保局发布关于进一步加强医药集中采购监管工作的通知（以下简称通知），进一步明确全面开展医保基金直接结算。医保医院医药企业之间卫健委印发重磅规划，提出8项主要任务！医疗信息化未来复合增速有望超28，3股交易活跃度大幅提升点蓝字关注，不迷路以医疗IT为核心不断延伸开的庞大医疗体系预示着医疗信息化未来的到来。十四五全民健康信息化规划印发国家卫生健康委国家中医药局国家疾控局近日印发十四五全民健康信息化规天冷后喝酒要讲究，想要好好过冬，记得避3事，早懂早好春夏秋冬，四季轮回，转眼又到了冬天。老祖宗的智慧告诉我们，不管是劳作休息，还是一日三餐，都需要按照大自然的规律进行，顺应时令才能安稳过冬。天冷之后，很多男性都更乐意喝白酒了，但你估安琪酵母加速出海，归母净利8年来首降，业绩天花板或已到来国内酵母行业唯一上市公司安琪酵母股份有限公司（600298。SH，以下简称安琪酵母）计划在海外上市。对于海外上市的原因，安琪酵母称，为拓展公司的国际融资渠道，满足公司海内外业务发展东中西部政府融资平台对比在产业研究中，人们会发现两个不正常的现象一是一些从市场角度看难以实施的项目，地方政府却能够做得非常好，这种现象通常发生在东部地区二是有的项目放在东部城市实施能够做得很好，但如果放在急眼了！特朗普放狠招大A今天继续收绿，成交量进一步回落到7787亿。下跌过程不断缩量，说明调整比较健康，至少大资金都还窝在场内。怕就怕放量下跌，这种情况一般就是大资金跑路。短期来看，目前上涨是有顶的，国美苏宁供销社三大变局透露什么信号？作者前瞻经济学人APP产业观察组推荐报告20222027年中国智能家电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告走过35年的国美电器，曾经的家电扛把子，竟然发不出工资了！10月底，在国美总比亚迪的一件紧迫事自动驾驶上车丨南财号联播mpId1422三家银行因涉反洗钱违规，共计被罚超千万11月7日，中国人民银行西安分行公布开出的39张罚单，涉及多项反洗钱违法行为，工商银行陕西省分行交通银行陕西省分行陕西秦农农村