DOI：10.1016/j.msec.2019.110538
小肠黏膜下层（SIS）是一种被广泛关注的用于重建组织缺损的脱细胞材料，但是在腹壁修复过程中，由于快速降解导致长期机械性能差，细菌污染引起的感染以及术后新血管形成不足，其应用已受到限制。在这项研究中，研究者开发了一种基于仿生SIS的生物复合材料（CS/ES-SIS），用于修复腹壁，其中使用壳聚糖（CS）和弹性蛋白（ES）电纺纳米纤维来改善生物降解能力、抗菌活性和血管生成。通过一系列测试实验对CS/ES-SIS复合材料进行了检查，尤其是通过恒定的变形加载装置评估了体外降解，并通过纳米压痕测定了在生物力学环境下酶降解过程中的微力学性能。还研究了体外抗菌测试和细胞相容性，以及体内生物相容性、新血管形成和组织再生。主要研究结果如下：（1）在生物力学环境下酶降解7天后，CS/ES-SIS复合材料的降解速率比SIS慢了约24.5％。此外，与SIS相比，CS/ES-SIS复合材料可以更好地保持微观结构和微机械性能的稳定性。（2）CS/ES-SIS复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为98.87％和98.26％，而SIS没有明显的抗菌能力。（3）CS/ES-SIS复合材料支持成纤维细胞L929的存活和增殖。体内研究表明，CS/ES-SIS复合材料在植入后可促进组织再生，而不会发生严重的炎症反应。另外，在4周时，CS/ES-SIS复合材料的血管数目是SIS的1.69倍。综上所述，新开发的CS/ES-SIS复合材料有望成为腹壁修复应用中的有前途的候选材料。
图1.（a）恒定变形加载装置的示意图。该装置由1.气缸组成，2.安装平台，2-1.圆柱孔，2-2.第一环形槽，2-3.第二环形槽，3.O型圈，4.曲面轴，5.紧固件，6.U型槽，7.倒U形槽，8.插槽。（b）使用O型圈和紧固件将样品固定在曲面轴顶部的示意图。
图2.具有不同CS含量的电纺CS/ES纳米纤维的SEM图像。（a）100％CS/ES；（b）90％的CS/ES；（c）80％的CS/ES；（d）70％的CS/ES（CS/ES=100/0、90/10、80/20、70/30，w/w）。
图3.CS/ES-SIS复合材料制备的示意图（a）；SIS和CS/ES-SIS复合材料的宏观外观，比例尺：1 cm；CS/ES-SIS复合材料上表面（c）和下表面（d）的SEM图像；SIS（e）和CS/ES-SIS复合材料（f）的横截面SEM图像。复合材料中的CS/ES电纺纤维用红色箭头指示。（要解释该图例中对颜色的引用，请参阅本文的网络版本。）
图4.a）不同支架的水接触角和b）膨胀性能。不同支架的力学性能：c）应力-应变曲线，d）抗拉强度和e）断裂伸长率。*p<0.05，**p<0.01，**p<0.001。
图5.SIS（a）和CS/ES-SIS复合材料（b）在无生物力学负荷下的体外降解；SIS（c）和CS/ES-SIS复合材料（d）在生物力学环境下的体外降解。*p<0.05，**p<0.01。
图6.在没有生物力学负荷的情况下，SIS（a-d）和CS/ES-SIS复合材料（e-h）在不同降解时间下的SEM图像（第一部分）；在生物力学环境下，SIS（i-iv）和CS/ES-SIS复合材料（v-vii）在不同降解时间下的SEM图像（第二部分）。
图7.I）SIS（a）、CS-SIS（b）和CS/ES-SIS复合材料（c）对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性。II）附着在SIS、CS-SIS和CS/ES-SIS复合材料上的（a-c）大肠杆菌和（d-f）金黄色葡萄球菌的SEM图像。III）（a）大肠杆菌和（b）金黄色葡萄球菌对浮游细菌（Rp）的抗菌率。***p<0.001。
图8.细胞在不同支架上的扩散和附着结果：空白对照（a）、SIS（b）、CS/ES-SIS复合材料（c）。成纤维细胞L929在不同支架上的细胞活性研究（d）。*p<0.05，**p<0.01。
图9.修复腹壁缺损的手术过程：a）创建双边腹外侧部分厚度腹壁缺损；b）将SIS（左）和CS/ES-SIS复合材料（右）植入缺损部位，并c）用PGA缝合线固定（比例=1 cm）。植入2周时植入的d）SIS和e）CS/ES-SIS复合材料的宏观图像，以及植入4周时植入的f）SIS和g）CS/ES-SIS复合材料的宏观图像（比例尺=0.5 cm）。
图10.a）与SIS支架相比，植入CS/ES-SIS复合材料后2周和4周的H&E和b）Masson三色染色。黄色虚线表示宿主组织和植入物的界面。标有黄色星星的电场代表植入物。（比例尺=50μm）。（要解释该图例中对颜色的引用，请参阅本文的网络版本。）
图11.a）植入后2周和4周SIS和CS/ES-SIS的免疫组化CD31染色。黑色箭头表示CD31阳性。b） 2周和4周时CD31阳性血管密度。（比例尺=50μm）。*p<0.05，**p<0.01。
图12.a）植入后2周和4周SIS和CS/ES-SIS的免疫组化CD68染色。b）2周和4周时CD68阳性巨噬细胞的定量分析。（比例尺=50μm）。*p<0.05，**p<0.01。
