DOI:10.1016/j.jiec.2020.09.009
近年來，各種生物材料和二維（2D）納米材料復合材料以其優異的物理化學和力學性能在組織工程和再生領域受到越來越多的關注。尤其是，生物相容性聚合物和2D納米材料的結合可以賦予納米復合材料新的生物功能特性，同時保持每種材料的固有特性。眾所周知，這些納米復合材料具有改善細胞行為如細胞粘附、增殖和分化的潛力。在這項研究中，采用靜電紡絲技術成功制備了用黑磷（BP）功能化的聚L-丙交酯-己內酯（PLCL）和層粘連蛋白（Lam）納米纖維，以增加HT22海馬神經元細胞的神經突生成。研究發現PLCL/Lam/BP三元納米纖維基質適合于支持海馬神經元的附著和增殖。此外，這些PLCL/Lam/BP納米纖維基質不僅可以促進神經突的生長和排列，還可以通過為神經元分化提供最佳的微環境來增加海馬神經元的神經突生成。通過測定與神經發生相關基因的表達水平，證實了該現象的潛在機制。綜上所述，該BP功能化復合納米纖維有望成為神經組織工程和再生的支架材料。
圖1.PLCL/Lam/BP納米纖維基質的示意圖。PLCL/Lam/BP納米纖維是通過靜電紡絲制成的。PLCL具有合適的力學性能、生物降解性和可控的降解速率。摻入的Lam和BP具有控制細胞行為的潛力。將HT22海馬神經元細胞接種到PLCL/Lam/BP納米纖維基質上，培養幾天后，充分誘導了神經突生成。
圖2.BPNPs的形態和細胞毒性。（a）TEM和（b）AFM圖像以及BPNPs的高度輪廓。（c）用不同濃度的BPNPs處理的HT22海馬神經元細胞的活力。該圖中顯示的所有圖像代表六個獨立實驗的結果相似。（c）的數據表示為平均值±SD（n=6）。星號（*）表示與其他濃度相比有顯著差異，p<0.05。
圖3.所制備的納米纖維的形態表征。（a）PLCL、PLCL/Lam和PLCL/Lam/BP納米纖維的AFM，（b）SEM，（c）纖維取向和（d）平均纖維直徑。該圖中顯示的所有圖像代表六個獨立實驗的結果相似。（d）的數據表示為平均值±SD（n=6）。
圖4.所制備的納米纖維的理化特性。（a）PLCL、PLCL/Lam和PLCL/Lam/BP納米纖維的接觸角和（b）拉曼光譜。該圖中顯示的所有圖像代表六個獨立實驗的結果相似。（a）的數據表示為平均值±SD（n=6）。星號（*）表示與PLCL組相比有顯著差異，p<0.05。
圖5.（a）在PLCL、PLCL/Lam和PLCL/Lam/BP納米纖維基質上HT22海馬神經元細胞的粘附和（b）增殖。數據表示為平均值±SD（n=6）。星號（*）表示與其他組相比有顯著差異，p<0.05。
圖6.免疫細胞化學分析。（a）和（b）在PLCL、PLCL/Lam和PLCL/Lam/BP納米纖維基質上HT22海馬神經元細胞的共聚焦顯微圖像。（c）雙光子顯微圖像。（d）平均神經突長度。（a）-（c）的熒光分別表示核（藍色），f-肌動蛋白（紅色）和神經絲重鏈（綠色）。（a）-（c）中的箭頭表示定向纖維的取向。該圖中顯示的所有圖像代表六個獨立實驗的結果相似。（d）的數據表示為平均值±SD（n=6）。星號（*）表示與其他組相比有顯著差異，p<0.05。
圖7.（a）-（d）在PLCL、PLCL/Lam和PLCL/Lam/BP納米纖維基質上培養的HT22海馬神經元細胞中，神經元標記物（如DCX，NeuN，MAP2和Nestin）的mRNA表達水平。所有數據均以在PLCL基質上表達的mRNA的相對量表示，數值為平均值±SD（n=6）。星號（*）表示與其他組相比有顯著差異，p<0.05。
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