修复腹壁缺损面临诸多挑战，这主要是由于合成材料存在感染风险高、生物相容性差以及力学强度不足等问题。为克服这些局限性，近日，东南大学生物科学与医学工程学院、数字医学工程全国重点实验室张天柱教授团队受天然胶原蛋白的分层结构和生物活性的启发，采用先进材料和制造技术开发了一种多功能抗粘连3D打印电纺补片（3DPF）。
该补片的核心材料为仿生多肽4臂聚乳酸-羟基乙酸共聚物-甘氨酸-脯氨酸-羟基脯氨酸（4arm-PLGA-GPO，简称4A-GPO），该材料通过将Gly-Pro-Hyp（GPO）肽序列偶联至4臂PLGA（4A）结构上合成而成，显著提升了材料的生物活性和力学性能。此外，该补片封装了碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）以刺激细胞增殖和迁移，而抗菌层由大黄素（EMO）和妥布霉素组成，以防止感染。体内研究表明，3DPF贴片通过减少纤维化和粘连、促进血管生成和胶原蛋白沉积以及调节免疫反应来有效加速组织修复。转录组学分析显示，该贴片下调IL-17介导的炎症途径，同时上调细胞粘附分子相关途径，协同促进微环境重建。此外，分子对接研究表明，该贴片与VEGF和COL3等关键分子相互作用，增强血管生成和基质重塑。总之，这种仿生贴剂由具有明确化学成分的生物活性材料组成，集成了机械支持、免疫调节和抗菌保护。通过提供全面的腹壁修复解决方案，它在复杂组织工程应用中具有巨大的临床转化潜力。
相关成果以“Collagen-Inspired 3D Printing Electrospinning Biomimetic Patch for Abdominal Wall Defect Regeneration”为题，发表在《Advanced Fiber Materials》(期刊号：Adv. Fiber Mater. (2025), IF=17.2)上。
东南大学生物科学与医学工程学院博士生陶英华为该论文第一作者，东南大学生物科学与医学工程学院、数字医学工程全国重点实验室张天柱教授为独立通讯作者。
原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s42765-025-00547-4