脑膜炎医工交叉 —— 用于颅底重建的含 CPP@PDA 的 Janus 正交纳米纤维膜

本文精选：在神经外科手术中，脑脊液渗漏是一种常见的并发症。使用贴片材料重建颅底缺损可以降低脑脊液渗漏的风险，脑脊液渗漏可能导致严重的问题，例如感染、脑膜炎、蛛网膜炎和伤口愈合延迟。理想的颅底重建材料不仅应作为防漏屏障，还应促进颅底骨再生。为了应对这一挑战，本研究设计并制造了一种 Janus 正交双层纳米纤维膜 （OPCL/PG-PCPP）。以排列的 PCL （APCL） 纳米纤维为顶层以抵抗脑脊液泄漏，而以多磷酸钙包裹的聚多巴胺纳米颗粒 （CPP@PDA，标记为 PCPP） 的垂直 PCL/明胶 （APG） 纤维设计为底层 （APG-PCPP），以促进成骨细胞迁移和成骨分化。其中，APG-1%PCPP 纳米纤维在骨髓间充质干细胞 （rBMSC） 中显示出最有效的成骨分化诱导。随后的体内动物实验显示，APG-1%PCPP 组的骨表面积 （BS） 、骨体积分数 （BV/TV） 和小梁数 （Tb.N） 是对照组的两倍，证实了良好的成骨潜力。因此，由于其独特的防漏和骨诱导特性，OPCL/PG-PCPP 膜有望成为神经外科领域适用的颅底重建材料。

创新点：1.创新设计了Janus正交双层纳米纤维膜，实现了防漏与骨再生的双重功能；2.首次将多磷酸钙包裹的聚多巴胺纳米颗粒（CPP@PDA）引入颅底重建材料；3.采用层级精准构建策略，上层纳米纤维用于防止脑脊液渗漏，下层纳米纤维促进骨组织再生；4.通过调节纳米颗粒比例（1% PCPP），优化骨髓间充质干细胞的成骨分化诱导。

科研启发：1.证明了纳米颗粒精准修饰可显著提升生物材料的修复性能；2.揭示了材料结构-功能关系在组织工程中的重要性；3.提供了一种解决复杂外科修复难题的系统性思路；4.展示了生物材料设计中多功能协同的可行性。

思路延伸：1.可探索类似双层结构在其他复杂组织修复中的应用；2.针对不同组织缺损，可进一步调整纳米颗粒配比和纤维结构；3.扩展研究纳米颗粒的修饰方法，开发更多功能性材料；4.将该方法推广到神经系统、骨科、整形等多个医疗领域；5.深入研究纳米材料与细胞相互作用的精确机制；6.开发更多具有多重功能的智能生物材料；7.建立更完善的生物材料设计理论和实验范式。

DOI : 10.1016/j.jmst.2024.03.069