DOI: 10.1002/app.49868
軟骨組織工程是修復軟骨損傷的有效方法之一。本文報告了聚乙烯醇/海藻酸鈉硫酸酯（PVA/ALG-S）納米纖維墊的制備，作為人骨髓間充質干細胞（hBM-MSCs）軟骨分化的功能性支持。通過對含有10、20和30wt％的ALG-S的PVA溶液進行電紡絲制備了PVA/ALG-S納米纖維。在833 cm-1處出現一條與C-O-SO3基團相關的對稱C-O-S振動帶，證實了納米纖維墊中ALG-S的存在。SEM圖像顯示出PVA/ALG-S納米纖維的光滑無珠形態，其平均直徑為185±0.06nm。對接種在支架上的hBM-MSCs的MTT分析表明，納米纖維PVA/ALG-S支架具有適當的細胞相容性。此外，基于SEM圖像的hBM-MSCs的適當附著和擴散，以及它們向軟骨樣細胞的分化，在MTT分析中的細胞生長減少以及阿里斯蘭染色中更多的顏色吸收表明海藻酸鈉硫酸酯對細胞分化的有效作用。最后，通過對II型膠原蛋白表達的RT-PCR和免疫細胞化學分析，證實了在海藻酸鈉硫酸酯納米纖維上hBM-MSCs具有向軟骨細胞分化的能力。
圖1.納米纖維支架的理化特性。（a）電紡PVA和（b）PVA/ALG-S30納米纖維支架的SEM圖像。（c）靜電紡絲支架的ATR-FTIR光譜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖2.研究了納米纖維支架上hBM-MSCs的體外細胞相容性和DAPI染色。（a）與對照組相比，PVA/ALGS30支架在72小時內顯示出細胞增殖增加（***p<0.05，n=3）。（b）接種3天后，在PVA/ALG-S30支架上的hBM-MSCs的DAPI染色表明，細胞在支架表面上粘附并良好增殖，細胞核健康（放大倍數×400）（比例尺=20μm）[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖3.在納米纖維支架上的MSCs的體外成軟骨分化。（a）在誘導軟骨形成1、3、7和21天后，hBM-MSCs在PVA/ALG-S30支架上的代謝活性。在（b和c）7和（e）21天后，接種在PVA/ALG-S30支架上的細胞的SEM圖像顯示，分化的hBM-MSCs在支架表面附著和擴散。在（d）中顯示了接種在PVA支架上的細胞第21天的SEM圖像。電壓：20kV；比例尺=50μm（b），20μm（c），100μm（d）和10μm（e）。SEM放大倍率：1kx（b），2kx（c），×500（d）和5kx（e）[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖4.在（a-d）PVA支架（對照），（e-h）PVA/ALG-S30支架（無分化培養基）和（i-l）PVA/ALG-S30支架（存在分化培養基）誘導軟骨形成后第1、7、14和21天的阿爾新藍染色（比例尺=200μm）[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
圖5.MSCs向軟骨細胞分化過程中的分子和細胞特征。（a）在軟骨誘導過程的第7天（第1欄）、第14天（第2欄）和第21天（第3欄）通過實時PCR檢測II型膠原的表達。結果表明，分化細胞在分化過程中的II型膠原表達。考慮對照（第4欄）和（b）參考基因。分化3周后，在（f-h）存在和（i-k）不存在分化培養基的情況下，免疫染色細胞/支架均顯示出陽性DAPI染色細胞核（藍色熒光）和II型膠原蛋白（綠色熒光）的表達。（c-e）以干細胞為對照（放大倍數×200）[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]
