DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.07.246
采用靜電紡絲技術制備了聚乳酸（PLA）/纖維素納米晶體（CNC）復合支架，以評估CNCs對PLA生物相容性和成骨能力的影響。使用傅立葉變換紅外光譜（FTIR）、X射線衍射圖譜（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）和原子力顯微鏡（AFM）對支架進行了表征。與純聚合物相比，復合材料支架的機械性能顯著增強。這是由于聚合物鏈和CNCs之間更強的相互作用。與純聚合物相比，復合支架表現出更高的熱穩定性。值得注意的是，在所制備的復合支架存在下觀察到良好的粘附和增殖，這表明它們具有優異的生物相容性。在復合支架表面上觀察到更高的礦化度。所制備支架被培養的細胞顯著覆蓋，并且相對于對照組顯示出更高的熒光強度。另外，在復合支架中觀察到更高的成骨基因標志物表達，這一事實證實了其增強的成骨能力。治療3周后，在大鼠顱骨缺損模型中監測到所制備支架的骨再生能力。所制備的支架具有良好的生物相容性和優異的骨誘導性。因此，該支架具有作為組織工程應用生物材料的潛力。
圖1.用于提取CNCs的原始生物量，（a）純稻殼、稻殼衍生的纖維素和酸水解的CNCs懸浮液，（b）稻殼衍生的纖維素和CNCs的FTIR光譜，（c）稻殼衍生的纖維素和CNCs的XRD圖譜，以及（d）稻殼衍生的CNCs的TEM圖像。
圖2.（a＆b）純PLA聚合物及其復合支架的FTIR光譜，以及（c）純PLA聚合物及其復合支架的XRD圖。
圖3.純PLA聚合物及其復合支架的FE-SEM形態。
圖4.純PLA聚合物及其復合支架的力學性能，（a）應力-應變曲線，以及（b）純PLA聚合物及其復合支架模量和韌性值的變化。
圖5.純PLA聚合物及其復合支架的熱穩定性，（a）純PLA及其復合支架的DSC熱分析圖，（b）相對于CNCs含量，熔融行為和熔化熱的變化，以及（c）純PLA聚合物及其復合支架的TGA熱分析圖。（插圖：放大的熱譜圖）。
圖6.細胞粘附和增殖。（a）6和12h后，粘附在納米纖維上的hBMSCs的免疫熒光染色。（比例尺：100μm）（b）在PLA及其復合支架上的hBMSCs的細胞活性數據，以及（c）在孵育7和14天后純PLA及其復合支架的礦化能力（p*<0.05＆p**<0.01）。
圖7.細胞培養3天后，含BMSCs的PLA/CNCs支架的熒光顯微鏡圖像和相應的強度分布（放大倍數為20）。
圖8.（a）孵育7天和（b）孵育14天后，通過實時PCR技術評估PLA-2復合支架的成骨能力。與對照組相比，存在PLA-2復合支架時成骨基因標記物的表達更高（p*<0.05）。
圖9.（a）在指定條件下進行的體內外科手術實驗的代表性圖像，以及（b）顯示治療3周后通過μCT修復的大鼠顱骨缺損的圖像。
圖10.蘇木精和曙紅（H＆E）染色在指定條件下治療3周后從顱骨缺損部位收集的組織切片（比例尺：500μm）。PE，腹腔；NB，新骨形成。
