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針對這一問題，北京航空航天大學常凌乾聯合團隊設計了一種完全可降解的植入式生物電子網片，稱為陰道植入式電刺激干細胞網片（VECM）。可加速受損盆腔組織的修復，且功能完成后，VECM 完全降解，防止植入部位的異物反應，減少盆腔炎癥。相關成果以“Galvanic cell-stimulated mesenchymal stem cell mesh for enhanced pelvic organ prolapse treatment”為題，發表在《Advanced Healthcare Materials》上。

論文共同通訊作者包括甘肅省婦幼保健院劉青教授、甘肅省腫瘤醫院蘇海翔院長。論文第一作者包括北航博士生肖傲、甘肅省婦幼保健院王劍博士、首都醫科大學附屬友誼醫院眼科陳曦博士、北航博士生吳晗、蔣欣然。

VECM由頂層的原電池膜和底層的干細胞負載水凝膠組成（圖 1a）。原電池膜由旋涂的聚（L-乳酸）-聚（三亞甲基碳酸酯）（PLLA-PTMC）基板和濺射沉積鋅 （Zn） 和鉬 （Mo） 薄膜電極組成。底部水凝膠是生物相容性甲基丙烯酸化明膠 （GelMA） 和甲基丙烯酸透明質酸 （HAMA） 的混合物，負載人臍帶間充質干細胞 （MSC）。原電池膜在使用前立即粘附在水凝膠上以形成 VECM（圖 1b（i））。液體水凝膠在固定模具中用紫外線固化，將水凝膠鏈互連（圖 1b（ii）），形成用于活細胞的支撐水凝膠。VECM 在卵巢切除術后植入患有 POP 的雌性大鼠的陰道中（圖 1c），它的作用是修復虛弱的盆底肌肉并增強大鼠陰道的子宮收縮（圖 1d）。最終，它最大限度地提高了盆底肌肉細胞的承載能力，減少了陰道炎癥，降低了感染的風險（圖 1e）。

圖1.VECM器件治療POP：a）VECM 裝置的組成由原電池膜和載有 MSC 的復合水凝膠組成。b）（i）VECM 的結構和排列。（ii）復合水凝膠的化學結構，在紫外線照射下形成穩定的結構。c）雌性大鼠在卵巢切除術后出現 POP，伴有子宮脫垂和盆底肌肉松弛。d）將 VECM 植入陰道并縫合。e）用 VECM 治療后子宮和盆底肌肉狀態的恢復。

為了評估 VECM 在體內治療 POP 的性能，我們建立了卵巢切除術的大鼠模型并將 VECM 植入大鼠陰道。在第 4 周 （4 W） 和長期 （12 W） 評估治療結果和任何潛在的副作用。這些結果表明，VECM 具有快速保護作用，增強盆底肌肉的力量和彈性，比傳統的 MSC 注射方法提供更好的結果。（圖2）。

圖2. 植入大鼠陰道用于治療 POP 的 VECM 裝置。a）動物實驗程序示意圖。b）各組之間的極限載荷比較。c）各組間最大伸長率的比較。d-h）4 W 和 12 W 時每組彈性蛋白、FBLN5、波形蛋白、β-FGF 和 VEGF-A 的基因表達水平。i）對照組、MSCs 組和 VECM 組在0、4和12 W.  j-n）i中每種蛋白質的 WB 條帶的定量。

最后，為了確認 VECM 在體內的生物安全性，研究團隊研究了其代謝副產物對血液和其他器官的影響。降解產物在 VECM 處理的大鼠中未引起顯著的全身異常和炎癥。結果表明 VECM 在體內應用中具有良好的生物相容性。（圖3）。

圖3. VECM器件降解后的在體安全性。a） VECM 組與健康大鼠治療后內臟 HE 炎癥的比較。b-c） 健康組和 VECM 組血液生化指標 ALT 和 AST 表達的比較。d-g） 健康組和 VECM 組血常規指標表達的比較。

該植入式、可降解的生物電子網片在促進細胞增殖和遷移方面表現出高效性。在 POP 療法的場景中，VECM 表現出良好的安全性和可降解性，同時顯示出有效的盆底肌肉恢復和顯著增加的肌肉負荷能力，這為組織再生開辟了一條新的道路。