DOI:10.1016/j.eurpolymj.2020.109838
支持細胞生長的材料在再生醫學應用中的可用性是有限的。本文旨在改善內皮纖維（HUVEC）和成纖維細胞在不同纖維直徑的電紡聚己內酯（PCL）墊上以及在用乙酸和甲酸的混合溶劑靜電紡制備的PCL和絲素蛋白（PCL/SF）共混纖維上的附著和生長。以兩種不同的平均纖維直徑，即微米和納米級，制備了PCL墊。對靜電紡絲方法進行了優化，以制備PCL/SF混合纖維。比較了在不同纖維尺寸和組成的墊子上二維培養的HUVEC和成纖維細胞的形態（F-肌動蛋白）、活力（鈣蛋白）和代謝活性（WST-8分析）。隨后，制備了柱狀PCL/SF支架，并使用3D徑向磁性細胞接種技術在其中植入細胞。與PCL超細纖維相比，PCL納米纖維和PCL/SF納米纖維為初始細胞粘附（第1天）提供了更好的支持。第7天，在PCL/SF墊上觀察到HUVEC和成纖維細胞的最高代謝活性。顯微鏡研究證實，第7天觀察到PCL/SF對細胞生長的最佳支持。使用磁性納米顆粒和3D徑向磁性細胞接種技術成功地定植了管狀PCL/SF支架。綜上所述，通過將SF與PCL混合而獲得的纖維結合了PCL的機械優勢與SF改善的生物學功能。電紡PCL/SF納米纖維是一種很有前途的材料，既可以制備扁平結構又可以產生3D結構，具有增強細胞附著和組織再生的潛力。
圖1.浸入甲醇溶液之前（A）和之后（B）的純SF電紡纖維的SEM顯微照片。放大倍率：20000x，比例尺2μm。
圖2.PCL微米、PCL納米和PCL/SF混合電紡纖維的SEM顯微照片。右側顯示了PCL納米和PCL/SF的高倍顯微照片，而PCL納米則顯示了較低放大倍率的圖像。
圖3.電紡纖維PCL/SF共混物在浸入甲醇之前（A）和之后（B）的SEM顯微照片。
圖4.浸入甲醇后的純PCL、PCL/SF共混物和PCL/SF電紡纖維的ATR-FTIR光譜。
圖5.接種在三種不同基質上的成纖維細胞的微觀評估：PCL微米、PCL納米或PCL/SF（如圖所示）。用羅丹明鬼筆環肽（肌動蛋白細胞骨架，紅色）對細胞染色，并用DAPI觀察細胞核，以綠色顯示。顯示在播種后第1天、第3天和第7天以20x物鏡放大拍攝的n=3個獨立實驗的示例圖像；n=3個獨立實驗。比例尺：100μm
圖6.在播種后第1天（A，C）和第7天（B，D），成纖維細胞播種的PCL/SF電紡纖維的SEM顯微照片。放大倍率：1000x（A，B）和5000x（C，D）。
圖7.1、3和7天后，接種在PCL微米、PCL納米和PCL/SF上的成纖維細胞的代謝活性。n=3個獨立細胞制備物和一式六份樣品的平均值±SD。在所有測試時間點觀察到PCL納米和PCL微米之間（***P<0.001）存在顯著性差異，在第3天和第7天觀察到PCL/SF和PCL微米之間（***P<0.001）存在顯著性差異，PCL/SF和PCL納米之間（#P<0.05在第1天；###P<0.001在第3天和第7天）存在顯著性差異。
圖8.播種在三種不同基質上的HUVEC的微觀評估：PCL微米、PCL納米或PCL/SF（如圖所示）。用羅丹明鬼筆環肽（肌動蛋白細胞骨架，紅色）對細胞染色，并用DAPI（假綠色）觀察細胞核。顯示在播種后第1天、第3天和第7天以20x物鏡拍攝的n=3個獨立實驗的示例圖像；n=3個獨立實驗。比例尺：100μm
圖9.1、3和7天后，接種在PCL微米、PCL納米和PCL/SF上的HUVEC的代謝活性。n=3個獨立細胞制備物和一式六份樣品的平均值±SD。在所有測試時間點均觀察到PCL/SF和PCL微米之間存在統計學上的顯著性差異（***P<0.001）；第1天在PCL納米和PCL微米之間（***P<0.001），第3天在PCL/SF和PCL納米之間（#P<0.05）存在顯著性差異。
圖10.播種后1天（A）和7天（B），HUVEC播種PCL/SF電紡纖維的SEM顯微照片，放大倍率：1000x和5000x。
圖11.在管狀PCL/SF支架上接種磁性細胞。用SPIONs負載細胞，然后將其磁性接種到透明管中以評估療效。（A）電紡PCL/SF支架的宏觀圖像（內徑6毫米）；（B）顯示在用HUVEC接種后第7天的PCL/SF 3D管狀支架的光學顯微鏡圖像，及（C）其橫截面SEM顯微照片。（D）第1天和第7天用HUVEC進行支架定植的顯微鏡評估。將細胞用鬼筆環肽（肌動蛋白細胞骨架，紅色）染色，并用DAPI觀察細胞核（細胞核，綠色）。（E）用磁性標記的HUVEC和成纖維細胞定殖支架。播種后第1天和第7天，使用抗CD31抗體檢測附著的HUVEC，并用DAPI觀察所有細胞核。
