DOI: 10.1089/ten.TEA.2020.0086
左旋聚乳酸（PLLA）作為最著名的可生物降解性聚酯之一，在骨組織工程領域得到了廣泛的研究。如果程序設計得當，PLLA支架也可以被賦予形狀記憶功能。然而，一些值得注意的問題，例如機械脆性、高玻璃化轉變溫度Tg以及相對較差的形狀保持和恢復性能，這就需要對PLLA進行改性以改善其在生理條件下的應用效果。本研究旨在通過靜電紡絲法，結合可生物降解的聚（3-羥基丁酸酯-共-3-羥基戊酸酯）（PHBV）形成超細復合纖維（即PLLA-PHBV），從而對PLLA進行改性。不同質量比（10:0、9:1、8:2、7:3、6:4和0:10）的PLLA-PHBV可以成功地電紡成細度為2-3μm的纖維。PHBV的加入使PLLA-PHBV共混物的Tg降低，楊氏模量增加，同時PHBV的質量比逐漸增加到30％。與未改性的PLLA纖維相比，PLLA-PHBV（7:3）配方具有優異的形狀記憶性能，表現為較高的形狀固定率（>98％）和形狀恢復率（>96％）。此外，即使在非成骨誘導條件下，PLLA-PHBV（7:3）纖維在小鼠骨間充質干細胞中也顯示出增強的成骨誘導能力。總體而言，這項研究首次證明了電紡PLLA-PHBV復合纖維增強的形狀記憶和成骨能力，并且所研究的PLLA-PHBV（7:3）纖維體系有望作為一種多功能支架材料應用于骨組織修復和再生。
圖1：電紡PLLA-PHBV纖維膜的形態和結構特征。A.SEM圖像，比例尺=10μm，B.直徑測量，C.FTIR光譜，D.X射線衍射圖。
圖2：電紡PLLA-PHBV纖維膜的熱性能和拉伸性能。A.DSC曲線，B.由A得出的Tg值，C.37℃時的典型拉伸應力-應變曲線，D.由C得出相應的楊氏模量。
圖3：電紡PLLA-PHBV纖維膜的形狀記憶效應。A.對PLLA-PHBV（7:3）和PLLA纖維膜的形狀記憶測試重復7次。B.通過將暫時的直線狀（上圖）或壓縮彈簧狀（下圖）浸入溫水（42℃）中幾秒鐘來宏觀展示形狀記憶能力，從而恢復最初的螺旋狀形狀。
圖4：在PLLA和PLLA-PHBV電紡纖維支架上培養長達6天的BMSC的增殖和形態觀察（7:3）。（A-B）在不同的培養時間和接種密度下，通過CCK-8測定的BMSC增殖直方圖（n=6）。（C-D）BMSC擴散的SEM顯微照片和直方圖（n=3），E.BMSC的熒光染色。用鬼筆環肽和DAPI分別染色F-肌動蛋白絲（綠色）和細胞核（藍色）（n=3）（**p<0.01）。
圖5：在骨誘導和非骨誘導條件下，在不同支架/基底上培養14天的BMSC的成骨表達。A.ALP染色的代表性圖像。B.ALP活性的定量（n=3）。C.ARS染色的代表性圖像。D.鈣產量的量化（n=3）。E.骨特異性基因編碼Runx2、Alp、ColI和Ocn（n=3）的qRT-PCR分析。（F-G）ColI和OPN蛋白在不同組（n=3）中的代表性免疫熒光圖像，其中ColI和OPN用綠色熒光標記，而細胞核則用藍色熒光染色。NM：正常生長培養基；OM：骨誘導介質（*p<0.05，**p<0.01）。
