부피성 근육 손실(Volumetric muscle loss, VML)은 근육 조직과 혈관 모두에서 비가역적인 손실을 수반하는 중증 손상으로, 임상적으로 실행 가능한 근육 이식편 개발에 있어 주요 장벽을 형성한다. 기능적 회복을 위해서는 숙주 혈관과 기능적으로 통합될 수 있는 수축성 및 혈관성 구성요소를 모두 재구성하는 공학적 이식체가 필요하다. 본 연구에서는 SPARC(공간-키메라성, 혈장 기반, 비등방성, 그리고 전단 반응성 이식체)를 소개한다. 이는 혈장 섬유소(plasma fibrin)의 전단 유도 조립을 통해 제작한 기계적으로 이중 모달(bimodal) 섬유소 하이드로젤로서, 생체 근육의 구조적·기계적 이질성을 재현하도록 설계되었다. 제어된 미세유체 전단은 정렬된 섬유성 다발(fibrillar bundles)과 공간적으로 구배된 이중 모달 경도(bimodal stiffness) 아키텍처를 형성하며, 섬유소 다발이 조밀한 경직 영역은 근원세포(myogenic) 분화를 촉진하고, 연성 영역은 내피(endothelial) 형태형성(morphogenesis)을 촉진한다. 근아세포(myoblast)와 내피세포(endothelial cells)와의 공동배양 시, 생성된 비등방성 기질은 공간적으로 조직화된 근원세포 성숙과 내피 형태형성을 유도한다. 마우스 VML 모델에서의 생체 내 평가는 혈관화된 근육 SPARC 이식편이 근육의 구조와 기능을 회복시키며, 신생혈관형성, 근섬유 재생, 그리고 향상된 운동 회복을 촉진함을 보여준다. 공간적 기계-프로그램 설계를 통해 SPARC는 단일 이식체 내에서 조율된 근원세포 및 내피 조직 구성을 가능하게 하며, 광범위한 근육 결손의 기능적 복구를 위한 확장 가능한 바이오제조 전략을 확립한다.

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