DOI:10.1002/adfm.202003710
導電聚合物聚（3,4-乙撐二氧噻吩）:聚苯乙烯磺酸鹽（PEDOT:PSS）的獨特電化學性能使其成為一種極具吸引力的神經組織工程應用材料。然而，機械性能不足、加工困難和生物降解性差阻礙了其在該領域的發展。在此，將由新型封端策略合成的3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）低聚物摻入嵌段共聚物中，以改善PEDOT:PSS在神經組織工程中的功能。利用末端官能化的寡聚EDOT構建體作為聚（己內酯）聚合的大分子引發劑，制備出一種具有電活性、可加工性和生物相容性的嵌段共聚物。結合這些特性，可以通過溶液靜電紡絲和熔融靜電紡絲制備出用于神經元培養的電活性纖維墊。重要的是，研究表明在電刺激下，材料上神經突長度和神經干細胞的分支得到了增強，這證實了該些支架在神經組織工程中的應用前景。
圖1.寡聚EDOTs作為功能性生物材料組分的示意圖。a）在這項研究中合成的胺封端寡聚EDOTs，n=2-5。b）使用氨基-寡聚EDOTs作為引發劑來進行開環聚合，以與聚己內酯（PCL）產生纖維狀的ABA-嵌段共聚物。c）多臂聚乙二醇（PEG）大分子單體的交聯以形成寡聚EDOT基水凝膠。
圖2.寡聚EDOT-PCL的聚合和表征。a）通過開環聚合合成寡聚EDOT-PCL。b）四聚體寡聚EDOT-PCL在碳酸亞丙酯中的循環伏安圖（100 mV s-1），以0.5M的四丁基六氟磷酸銨為支持電解質。c）四聚體寡聚EDOT-PCL旋涂膜的開爾文探針力顯微鏡（KPFM）圖像。比例尺：10μm。d）沿黑色虛線的表面電位KPFM線掃描。e）四聚體寡聚EDOT-PCL、高分子量PCL和低分子量PCL的攻絲模式AFM圖像。比例尺：500nm。
圖3.寡聚EDOT-PCL支架具有生物相容性，并支持NSC增殖和分化。a）第7天，在基礎培養基（促進分化）或FGF2培養基（促進增殖）中，在低聚PCL、PCL和ITO玻璃上培養的神經干細胞的寬場熒光圖像（βIII-微管蛋白，綠色；巢蛋白，紅色；Ki67，品紅色；DAPI，藍色）。比例尺：100μm。b）7天后底物上NSCs的細胞總數。c）7天后通過βIII-微管蛋白+細胞在細胞總數中的百分比來評估底物上的神經元分化。（數據顯示為平均值±S.E.M.N=2，n=3，每種情況下至少分析了15張圖像。使用了單向ANOVA和事后Tukey檢驗。*代表p<0.05，**代表p<0.001）。
圖4.3D寡聚EDOT-PCL支架制備過程。a）使用溶液靜電紡絲制成的寡聚EDOT-PCL支架的SEM圖像。比例尺：20μm。b）24小時后溶液靜電紡絲支架上的NSC分化。比例尺：5μm。c）使用熔融靜電紡絲書寫（MEW）創建的寡聚EDOT-PCL晶格支架的掃描電子顯微鏡（SEM）圖像。比例尺：20μm。d）24小時后熔融電紡3D晶格支架上的神經干細胞（NSC）分化。比例尺：10μm。e）在熔融電紡3D晶格支架上用βIII-微管蛋白（綠色）、巢蛋白（紅色）和DAPI（藍色）染色的NSCs的共聚焦激光掃描顯微鏡圖像。比例尺：20μm。
圖5.電刺激（ES）對在寡聚EDOT-PCL膜上培養的NSCs的影響。a）刺激（左圖）和未刺激（右圖）的廣域熒光圖像（βIII-微管蛋白，綠色；巢蛋白，紅色；DAPI，藍色）。比例尺：100μm。b）帶有或不帶有電刺激的基底上NSCs的平均神經突長度。c）帶有或不帶有電刺激的基底上NSCs的神經突分支。（數據顯示為平均值±S.E.M.N=3，n=2，每種情況下至少分析了12張圖像。使用了學生的t檢驗。*表示p<0.05）。
