华南理工考研，华南理工考研分数线2023
白膜（tunica albuginea，TA）是覆盖阴茎海绵体的坚韧而有弹性的组织。它是一种双层结缔组织，由外部纵向层和内部圆形层组成。TA的主要成分是卷曲和平行的胶原纤维，以及嵌入其中的弹性纤维。在阴茎勃起过程中，TA的正交纤维结构作为静水骨架起着至关重要的作用。图1A显示，在勃起之前，TA的纤维被卷曲，这使得阴茎能够以极大的灵活性弯曲和扭曲。随着阴茎勃起，TA的纤维被拉直，提供了强大的抵抗变形的能力。TA中的双层卷曲纤维结构是其勃起功能的关键。因此，定向卷曲纤维结构的仿生制备是人工TA（ATA）的主要挑战。
图1阴茎勃起期间TA微观结构的变化以及在TA损伤修复中使用ATA
日前，来自华南理工大学的研究人员将各向同性PVA水凝胶重塑成由平行弯曲纤维组成的双层弹性贴片。与自然TA中卷曲结构的顺序响应类似，弯曲纤维首先伸直以吸收应变，然后拉伸以诱导软到硬的转变。使用STMP交联，通过将两种各向异性PVA水凝胶连接在一起获得仿生ATA。ATA显示出与天然TA相似的应变硬化特性，其爆破压力远高于架设过程中的海绵体内压力。此外，ATA优异的缝合性能使其成为临床使用的一个有吸引力的选择。还研究了ATA的两层排列对阴茎硬度的影响。然后，对ATA的生物相容性、抗血栓性能和长期稳定性进行了体外和体内研究。最后，ATA用于巴马猪TA损伤模型。在受伤部位缝合ATA后，阴茎勃起恢复正常，长期预后令人满意。相关成果以题为Bionic artificial penile Tunica albuginea发表在《Matter》。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.matt.2022.11.032
图2各向异性PVA贴片的制备工艺和结构
图3ATA的体外变形行为
图4 ATA修复猪TA损伤的有效性
总的来说，几乎所有可用的TA贴片都是从天然组织制备的，这可能是由于难以使用人工材料复制TA的双层卷曲纤维的结构。本文使用简单的拉伸交联程序制备了具有仿生双层结构的ATA。使用冻融循环和盐析方法生成的随机网状纤维在拉伸后具有清晰的取向，并在STMP交联后继续保持该取向。体内和体外实验表明，该ATA具有生物相容性，对猪TA损伤具有积极作用。这种ATA代表了一种新的方法，可以改善预后，减少与TA损伤修复相关的急性和长期并发症。
大多数承重软组织具有对齐但卷曲的纤维。这种结构和相应的机械性能对其生理功能至关重要。因此，构建ATA的策略可以扩展到各种材料和其他承重组织的仿生构建，如血管、肠、角膜、膀胱、肌腱和心肌。应变硬化材料可以表现出与相邻组织的顺应性，并增强应变限制能力和大变形时的功能鲁棒性，也可能启发电子皮肤、可穿戴设备或可植入传感器的设计。此外，流体驱动的软机器人可以设计成通过编码材料或形状将内部压力转化为特定运动。
本文来自微信公众号“材料科学与工程”。欢迎转载请联系，未经许可谢绝转载至其他网站。
华南理工考研(华南理工考研分数线2023)
未经允许不得转载：考研资料网 » 华南理工考研(华南理工考研分数线2023)
