DOI:10.1016/j.msec.2020.111470
眾所周知,靜電紡絲技術制備的纖維非常細,直徑范圍從幾十納米到幾微米。這種超細纖維不僅可以使工程支架具有類似于天然細胞外基質的超微結構,而且由于其超細度賦予的“足夠的”機械柔性,也為探索體外細胞的重塑行為提供了可能性。然而,細胞在仿生纖維基質上的重塑效果仍有待了解,因為在這些緊密堆積的纖維墊中,納米纖維之間的交叉和纏結最終只會導致一種拓撲現象,類似于固體物質表面的納米纖維狀形貌。在這項研究中,通過降低電紡纖維網絡的密度,研究了納米纖維密度對細胞反應行為的影響。以聚己內酯(PCL)為模型聚合物,通過靜電紡絲在不同收集時間(分別為10s,50s,100s和10min)下,制備了具有不同密度,即37.7×16.3μg/cm2(D1),103.8×16.3μg/cm2(D2),198.2×40.0μg/cm2(D3)和471.8×32.7μg/cm2(D4)的隨機取向纖維網絡。通過觀察在這些納米纖維網絡上培養的人誘導性多能干細胞來源的間充質干細胞(hiPS-MSC)的反應行為,研究者發現中等密度(D2)的纖維網絡有利于細胞附著、擴散、肌動蛋白聚合、收縮和遷移。此外,Yes相關蛋白(YAP)的核定位和隨后YAP響應性基因轉錄激活呈增加趨勢,并且在D2上細胞增殖和膠原合成也得到了增強。然而,進一步增加纖維密度(D3,D4)會減弱纖維對細胞反應的誘導作用。上述結果豐富了研究者對于纖維密度對細胞行為影響的理解,揭示了細胞反應對纖維密度的依賴性。這項研究為精確設計仿生纖維支架鋪平了道路,以實現增強的細胞支架相互作用和組織再生。