DOI:10.1016/j.carbpol.2020.117023
天然水凝膠支架的機械強度不足是骨組織工程的一大挑戰。在這項研究中，通過將再生纖維素（rCL）納米纖維摻入殼聚糖（CS）水凝膠解決了這一局限性。電紡醋酸纖維素（CA）納米纖維經過脫乙酰作用再生了rCL納米纖維。所制備的rCL/CS復合支架顯示出獨特的多孔形態，rCL納米纖維嵌入CS基質中。抗壓強度測試表明，與純CS相比，rCL/CS支架具有更高的抗壓強度。rCL/CS支架顯示出更高的生物礦化作用和增強的成骨前細胞（MC3T3-E1）活性、附著力和增殖能力。堿性磷酸酶（ALP）和茜素紅（ARS）染色結果表明，rCL/CS復合支架的成骨分化能力得到了改善。因此，新的制備思路和實驗結果表明，rCL/CS復合水凝膠支架有望成為一種有希望的骨組織工程三維生物支架。
圖1.純CS和rCL/CS復合水凝膠支架的制備步驟示意圖。
圖2.rCL、純CS、rCL/CS-1和rCL/CS-2支架的（A-D）數字圖像，分別以低（E-H）和高分辨率（I-L）顯示的（E-L）FE-SEM圖像。
圖3.（A）rCL、純CS和rCL/CS支架的FT-IR和（B）XRD。
圖4.（A）CS、rCL/CS-1和rCL/CS-2水凝膠支架的吸水率，（B）溶脹率和（C）降解曲線。rCL/CS-1和rCL/CS-2分別表示復合水凝膠支架中包含的rCL納米纖維的含量低和含量高。
圖5.抗壓強度測試。（A）各種支架的應力-應變曲線，（B）抗壓強度，（C）楊氏模量和（D-F）循環壓縮測試。壓縮百分比=90％，循環壓縮測試的循環次數=100個循環。在所有測試中，均進行了3次連續測試，數據以平均值±標準差（SD，n=3）表示。
圖6.純CS和rCL/CS水凝膠支架的體外生物礦化研究。通過SBF孵育3、7、14和21天進行生物礦化。在第21天進行EDS，獲得的CS和rCL/CS水凝膠支架的Ca/P比分別為1.56、1.74和1.83。
圖7.（A）在純CS和rCL/CS水凝膠支架上培養的MC3T3-E1前成骨細胞的CCK-8分析和（B）CLSM顯微圖像。在CCK-8和CLSM實驗中，MC3T3-E1細胞的密度均維持在3×104個細胞/孔。在第1、3和7天進行CCK-8和CLSM成像。在CLSM中，分別用DAPI（藍色）和羅丹明（紅色）對細胞的細胞核和細胞骨架進行染色。CCK-8數據表示為平均值±標準差（n=3），**p<0.01。
圖8.（A和B）ALP活性測定和（C和D）ARS染色。B和D分別是ALP和ARS染色的MC3T3-E1誘導基質的數字圖像。兩種測定的細胞（MC3T3-E1）接種密度均為3×104個細胞/孔。在第7天和第14天進行ALP活性測定，而ARS實驗在第14天和第21天進行。數據表示為平均值±標準差（n=3），*p<0.05。
