DOI: 10.1039/D0TB00972E
研究者開發了具有改善的機械性能和增強的溫度調節細胞分離性能的熱響應型超細纖維。使用不同比例的聚（4-乙烯基芐基氯）（PVBC）-聚（甲基丙烯酸正丁酯）（PBMA）混合材料進行靜電紡絲制備超細纖維基材。盡管直徑與PVBC均纖維的直徑相似，但是由于PBMA的Tg低，共混聚合物超細纖維表現出優異的非脆性機械性能。這些共混聚合物超細纖維能夠制成薄而致密的纖維墊，在細胞分離的實驗處理中表現出色。通過表面引發的原子轉移自由基聚合法，從共混聚合物超細纖維基材中的PVBC起始位點接枝聚（N-異丙基丙烯酰胺）（PIPAAm）刷。PVBC:PBMA比例為25:75的超細纖維具有合理數量的起始位點和優異的機械性能。25:75共混物基材的PIPAAm刷涂超細纖維在潤濕性和細胞分離方面都具有溫度調節功能。在正常的人真皮成纖維細胞（NHDFs）、人臍靜脈內皮細胞（HUVECs）和人骨骼肌成肌細胞（HSMMs）中，HUVEC細胞在37℃時對纖維的粘附力很差，在初始步驟中將它們與粘附的NHDF和HSMM細胞分離。將溫度降低至20℃，NHDF細胞明顯分離，從而使其與HSMM細胞分離。與PIPAAm刷涂PVBC均聚物超細纖維相比，在富含熱敏性PBMA的共混聚合物超細纖維中，細胞分離功能得到了增強，這可能是由于PBMA的性能和中等密度的PIPAAm刷所致。因此，所開發的微纖維可用于溫度調節的細胞分離系統。
圖1.示意圖顯示（A）熱響應型超細纖維的制備和（B）細胞分離過程。
圖2.PVBC和PBMA均聚物和共混聚合物超細纖維的SEM圖，兩者比例為100:0（A）、75:25（B）、50:50（C）、25:75（D）和0:100（E）。（1）低倍率圖像，（2）高倍率圖像和（3）橫截面圖像。（A-3）和（B-3）中的箭頭表示從纖維氈突出的纖維。
圖3.具有各種聚合物成分的超細纖維墊的機械性能。（A）拉伸強度，（B）楊氏模量和（C）應變能（**p<0.01；*p<0.05；n.s.表示p>0.05時差異不顯著，n=3）。
圖4.浸入ATRP反應溶劑后的纖維形態。溶劑混合物甲醇:水為（A）100:0、（B）80:20、（C）50:50、（D）20:80和（E）0：100。（1）低倍率圖像和（2）高倍率圖像。
圖5.在靜滴法中對PIPAAm改性之前（A）和之后（B）的超細纖維進行接觸角測量。
圖6.PIPAAm修飾的超細纖維上的細胞形態。（A）HUVEC、（B）NHDF和（C）HSMM細胞。紅色：F-肌動蛋白，藍色：核。由于自發熒光，在微弱的藍色背景下觀察到超細纖維。左列（37℃）的圖像顯示在37℃孵育3小時后的細胞。在37℃孵育3小時，在20℃孵育1小時后，獲得右列（20℃）的圖像。
圖7.在PIPAAm修飾的超細纖維上粘附細胞的百分比。（A）HUVEC、（B）NHDF和（C）HSMM細胞。37℃：在37℃孵育3小時后，20℃：在37℃孵育3小時后，再以20℃孵育1小時。（**p<0.01；n.s.表示在p>0.05時差異不顯著，n=3）。
圖8.使用PIPAAm修飾的超細纖維進行細胞分離。（A）細胞懸浮混合物在超細纖維上的熒光圖像。紅色：HUVEC，綠色：NHDF和藍色：HSMM細胞。（B）粘附在超細纖維上的細胞比例。（C）顯示使用熱響應型超細纖維進行溫度調節細胞分離的圖示。（**p<0.01，n.s.表示p>0.05時差異不顯著；n=3）。
