DOI:10.1021/acsmacrolett.0c00515
本文介紹了一種生物醫用核殼微纖維的新型構建技術。首先，通過靜電紡絲制備了纖維狀支架，然后基于s-四嗪（Tz）和反式環辛烯（TCO）之間的快速生物正交反應進行共價逐層沉積。對電紡聚（ε-己內酯）（PCL）支架進行表面修飾以安裝四嗪基團。將支架反復浸入TCO修飾透明質酸（HA-TCO）和四嗪修飾透明質酸（HA-Tz）的水溶液中，以控制單微纖維周圍交聯的HA凝膠的生長。使用TCO偶聯RGD肽將整聯蛋白結合基序共價附著到微纖維的表面。該支架促進了豬原聲帶成纖維細胞的附著和生長，但對成肌纖維細胞的表型沒有明顯誘導作用。轉化生長因子β（TGF-β）刺激適度增強了成纖維細胞活化，使用Rho/ROCK信號通路抑制劑Y27632進一步降低了肌纖維母細胞標志物的表達。具有硬PCL核和軟HA殼的生物正交組裝支架可作為治療性植入物應用于聲帶瘢痕的治療。
圖1.（A）四嗪與TCO的連接反應具有生物正交性和空前的速率。在組裝cLBL之前，對電紡PCL支架進行表面修飾以安裝四嗪基團。水凝膠構件包括HA-Tz、HA-TCO和RGD-TCO。（B）cLBL過程的示意圖，以橫截面圖顯示。n：支架暴露于HA浴的次數。
圖2.通過紫外-可見（A）和XPS（B）對纖維狀PCL/HA支架進行表征。（A）用于HA凝膠組裝的HA-Tz浴液的紫外-可見吸收光譜。隨著n的增加，在265nm處的吸光度降低，表明從浴液中除去了四嗪類。插圖顯示HA-Tz濃度與n的函數關系。（B）PCL/HA的XPS全掃描（左）和高分辨率（右）Na 1s和N 1s光譜。與原始PCL相比，PCL/HA表現出特征性的氮峰（來自四嗪）和鈉峰（來自HA）。
圖3.通過接觸角測量（A），SEM（B）和DMA（C）對纖維狀PCL/HA支架進行表征。（A）通過液滴法監測表面親水性的變化。插圖顯示了在加入藍色食用染料的水5分鐘后支架的外觀。（B）SEM分析證實了支架形態不受表面修飾的影響。（C）n=0、2和60的支架表現出相似的楊氏模量，這表明表面修飾不會影響支架的整體性能。
圖4.通過共聚焦顯微鏡對纖維狀PCL/HA60支架進行表征。（A）用HABP-生物素/Alexa-Strep（綠色）染色HA殼和用CellTracker紅色（紅色）染色PCL核，確認了核-殼結構。（B）Cy5-TCO（粉紅色）用作RGD-TCO的替代品，以確認肽結合。將PCL芯用Hoechst染色，然后將其偽彩色為綠色，以便于觀察。
圖5.通過活/死染色表征在纖維狀PCL/HA60支架上培養的VFFs。（A）代表性共聚焦圖像顯示在培養2天、4天和7天后，用鈣黃綠素AM染成綠色的活細胞和用乙錠均二聚體染成紅色的死細胞。（B）根據培養時間定量活性和增殖。（C）第7天，TGF-β處理對細胞增殖的影響。使用ImageJ基于共聚焦圖像定量存活率。細胞增殖表示為歸一化至第2天的鈣黃綠素陽性區域的倍數變化。使用ImageJ軟件基于三個獨立的1024×1024μm2共聚焦圖像進行定量。*：顯著性差異（p<0.05，方差分析）。誤差代表三個重復平均值的標準誤差。
圖6.PCL/HA60上第7天培養的代表性共聚焦圖像，分別顯示核和F-肌動蛋白染成藍色和紅色。αSMA（A），ED-AFN（B）和紐蛋白（C）染成綠色。白色箭頭指示紐蛋白與絲狀偽足尖端的F-肌動蛋白纖維重疊的點。
