生物材料植入人体后所引发的异物反应是临床上无菌性炎症、外周组织粘连以及纤维化的主要原因,会导致组织功能恢复障碍与植入材料功能失效等不良反应。多年来,由异物反应每年造成的临床风险与疾病损失达到了百亿美元,是生物材料领域亟需解决的传统生物相容性难题。
针对异物反应难点,我们通过生物功能性大分子表面修饰构建了具有免疫调节能力的纤维材料,应用于降低材料异物反应程度并促进组织修复。本工作首先实现了在聚合物电纺纤维表面均匀且稳定的沉积了天然丝素蛋白涂层,并基于此涂层“桥接”了具有免疫抑制效用的生物大分子(白介素4),利用点击化学共价键合显著提高了白介素4在体内的功能保持性。进一步我们发现该支架能够有效调控体内外巨噬细胞极化,促使在植入前期M1型巨噬细胞向M2型转化,并通过基因测序技术对其调控巨噬细胞表型进行了机理性分析。最后,体内皮下植入验证了该支架可以增加宿主细胞与支架整合、降低外层纤维包囊的形成以及提高局部组织血管化效果。以上结果说明了丝素蛋白层层自组装与点击化学技术有效固定了巨噬细胞调控因子,赋予了静电纺丝支架免疫调节功能,减轻异物反应。

构建免疫调控因子表面功能化静电纺丝纤维技术方法与形貌,可以在体内外有效促使巨噬细胞M1向M2表型极化,最终降低材料异物反应促进材料-组织整合