据物理学家组织网报道，宾夕法尼亚大学医学院的研究人员开发出一种新型混合纳米纤维生物材料，可在整形外科手术中作为载荷支架或受伤组织补丁。该材料既能提供足够的空间供细胞生长，又能引导细胞按肌理排列形成新组织，比传统生物材料更灵活且更符合人体功能需求。相关论文在线发表于《美国国家科学院院刊》。

奥林匹克运动员和体育爱好者常遭受前十字韧带损伤、膝盖半月板撕裂、旋转肌创伤、肌腱断裂等伤病。这些组织以肌肉纤维和胶原蛋白为基础，具有精细的三维结构和规则排列，强度高且能承受较大机械负荷。

许多实验室一直在研究改进治疗方法，包括使用纳米纤维支架。纳米纤维支架能引导组织有序生长，但传统支架纤维缺乏灵活性且排列过密，不利于细胞附着和生长。

为此，宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的整形外科与生物工程教授罗伯特·莫克和布伦登·贝克开发了这种新型混合纤维支架。混合纤维直径在纳米级别，由两种高分子聚合物制成：一种为缓慢降解纤维，另一种为水溶性纤维。水溶性纤维可选择性地溶解去除，以调节纤维间的空隙。混合纤维通过电纺技术制备，纤维溶液经微喷沉积在旋转鼓上，形成精细且有弹性的微丝织物。该织物适用于医疗应用，可添加细胞或作为补丁直接植入受伤组织部位，引导周围细胞生长。

增加可溶解纤维的比例可增强宿主细胞的扩展和生长能力，最终实现细胞均匀分布，形成真正的三维组织。即使去除50%以上的初始纤维，剩余支架仍能支撑细胞，并利用产生胶原蛋白的细胞形成高度组织化的细胞外基质，从而增强生物材料的伸展性。实验室培养的半月板组织几乎能与天然人体半月板媲美。

莫克表示：“这种微纤维具有巨大应用潜力，包括作为过渡性空间支撑材料。”传统生物材料支架常出现细胞仅在表面生长的问题，而混合纤维支架克服了这一缺点，能够形成功能性三维组织。

研究人员指出，该研究标志着载荷纤维组织工程的进步，未来有望在再生医学领域获得广泛应用。目前，他们正在动物身上测试这些新材料，用于半月板修复及其他整形外科手术。