Fibroin Sutra Peniru Tendon yang Kuat dan Tangguh untuk Regenerasi Jaringan

Abstrak
Tendon menunjukkan kinerja mekanis yang luar biasa karena struktur hierarkis dan anisotropiknya. Meskipun ada kemajuan penting dalam meniru anisotropi, mengembangkan biomaterial yang secara bersamaan menunjukkan kekuatan tinggi, dan biokompatibilitas yang sangat baik tetap menjadi tantangan yang signifikan. Dalam studi ini, strategi baru diusulkan untuk membuat perancah fibroin sutra regenerasi (RSF) multiskala, meniru tendon dengan mikrostruktur yang selaras secara istimewa dan sifat mekanis yang unggul. Strategi ini mengintegrasikan anil etanol untuk menginduksi kristalisasi lembaran-β (skala nano), pengecoran beku untuk membuat mikrostruktur yang selaras (skala mikro), dan pemadatan untuk meningkatkan ikatan antarmuka (skala makro). Efek sinergis dari struktur multiskala ini secara efektif menahan perambatan retak, menghasilkan sifat mekanis yang mengesankan: kekuatan tarik 7,8 MPa, perpanjangan putus 206%, dan ketangguhan 14,52 MJ m −3 . Khususnya, perancah tersebut dibuat melalui proses fisik murni, bebas dari modifikasi kimia atau aditif, yang menjaga biokompatibilitasnya dan menunjukkan potensi klinis yang menjanjikan. Perancah RSF biomimetik ini mendorong adhesi sel tendon, migrasi terarah, dan peningkatan ekspresi protein spesifik tendon. Setelah 8 minggu implantasi dalam model cacat tendon Achilles kelinci dengan ketebalan penuh, perancah tersebut secara efektif mendorong penataan kembali serat kolagen yang baru terbentuk, sehingga menghasilkan struktur tendon yang diregenerasi yang sangat menyerupai arsitektur tendon asli. Studi ini memberikan wawasan tentang desain dan pembuatan biomaterial berkinerja tinggi.