本帖最后由 搁浅 于 2025-9-1 07:50 编辑
电-流体动力技术（EFDTs）重塑脑组织再生：从“纳米纤维”到“脑机界面”的跨越（DOI: 10.3390/pharmaceutics16010134）
一、临床痛点：为何需要“下一代脑修复材料” 中风、创伤性脑损伤（TBI）、神经退行性疾病等每年影响全球超 10 亿人。传统手术与药物面临三大瓶颈：
二、技术核心：EFDTs 如何“织”出脑级微环境 意大利国家研究委员会 IPCB 团队在《Pharmaceutics》2024 综述中提出： 电-流体动力技术（Electro-Fluid Dynamic Techniques, EFDTs）= 电纺丝（ES）+ 电喷雾（ESP）+ 共轴/多轴/乳液/无针多射流等衍生工艺，可在 100 nm–100 µm 尺度上精确操控聚合物、纳米颗粒、水凝胶与生物活性分子，实现： • 拓扑线索：纤维取向、直径、孔隙度、梯度密度； • 生化线索：生长因子、药物、基因的可编程释放； • 物理线索：导电、磁性、光热、机械可调。
三、研究亮点：三大层级体系化设计
层级 1：单组分 → 多组分纤维 • 混合电纺：PCL-明胶、PLA-PELA、PU-壳聚糖等体系，兼顾机械强度与细胞亲和性； • 同轴/并列电纺：实现核-壳药物缓释（如 TMZ 核-PLCL 壳）、Janus 纤维双药序贯释放； • 导电填料：多壁碳纳米管、石墨烯、聚苯胺等赋予纤维 10⁻⁶–10⁻⁴ S cm⁻¹ 级电导率，支持电**神经分化。 层级 2：纤维-颗粒-水凝胶复合平台 • 电喷雾“装饰”纤维：胶原蛋白纳米颗粒梯度沉积→协同拓扑+趋化信号，显著加速胶质瘤细胞迁移与神经轴突延伸； • 纤维增强水凝胶：短切 PCL/PLA/PLGA 纤维分散于 HA-甲基纤维素、GelMA、DIKVAV 自组装肽水凝胶中，构建“可注射-自愈合-多尺度”3D 基质； • 磁-电智能系统：SPION/石墨烯负载纤维-水凝胶，实现磁靶向、光热杀菌、电磁**一体化。 层级 3：器官级整合 • 3D 打印-电纺联用：以 3D 打印水凝胶为“软模板”，在其表面原位电纺定向纤维，制备 Y 型血管化神经导管； • 微流控-电纺集成：在芯片内腔同步沉积纳米纤维层，建立动态 BBB 模型，用于高通量药物筛选； • 光热-药物协同：近红外 II 区响应 CuSe 纳米颗粒嵌入壳聚糖纤维，术后原位止血+杀菌+抑制残瘤。
四、性能验证：从细胞到动物 • 体外：人 iPSC 衍生神经干细胞在 PDA@rGO-纤维上 7 天自发高表达 Tuj1+/MAP2+ 神经元，无需外源分化因子； • 动物：PCL-GelMA 纤维-水凝胶复合支架植入帕金森小鼠，移植多巴胺祖细胞 4 周后存活率↑ 2.3 倍，纹状体再神经化↑ 1.8 倍； • 肿瘤：Curcumin@zeolite-PCL/Gelatin 纤维膜术后植入 GBM 大鼠，14 天抑瘤率 47 %，凋亡蛋白 Bax↑、Bcl-2↓。
五、临床转化路线图 Step 1 工艺放大：无针多射流电纺结合卷对卷收集，实现 1 m² h⁻¹ 级量产； Step 2 绿色溶剂：水/离子液体体系替代 DMF/氯仿，符合 ISO-10993 植入级要求； Step 3 转化医学： – 可注射纤维-水凝胶（<30 G 针头）进入 I 期临床，用于卒中后空腔填充； – 光热-化疗复合膜申请 FDA “突破性器械”认定，作为 GBM 术后辅助疗法。
六、未来展望
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