DOI:10.1016/j.eurpolymj.2020.110051
制備和優化能夠通過電信號誘導適當細胞間連接的導電支架對于神經組織工程至關重要。在這項研究中，以不同的成分制備了PVA（聚乙烯醇）/PEDOT（聚（3,4-乙撐二氧噻吩））支架。測定了靜電紡絲溶液和電紡支架的電導率。分析了支架的形態、拓撲結構、力學性能和水接觸角。使用FTIR分析研究了支架的化學性質，通過MTT分析和細胞附著測試檢測了支架的生物相容性和細胞相互作用。研究結果表明，與純PVA支架相比，含PEDOT的支架在理化特性和細胞活性方面均得到了改善。優化支架后，使用實時PCR分析研究了大鼠間充質干細胞（MSCs）的神經分化情況。與TCP樣品相比，有無電刺激誘導的支架樣品顯示出上調的β-微管蛋白、巢蛋白和烯醇化酶。另外，在電刺激下的支架樣品中巢蛋白基因的表達比支架樣品高出1.5倍。總體而言，本研究表明，利用電刺激的PVA/PEDOT導電支架可以通過模擬天然神經組織的特性來改善細胞反應和神經分化。
圖1.用于將MSCs分化為神經元樣細胞的應用分化方案的信息圖示。
圖2.不同支架的掃描電子顯微鏡圖像A：純PVA，B：PVA/PEDOT（0.1），C：PVA/PEDOT（0.3），D：PVA/PEDOT（0.6），E：PVA/PEDOT（1），以及F：PVA/PEDOT（3）。大和小圖像中的比例尺分別為10μm和1μm。如前所述，增加樣品中PEDOT:PSS的量會降低纖維的平均直徑。
圖3.PVA、PEDOT和PVA/PEDOT（1）支架樣品的FTIR光譜。3125、1680和1510 cm-1附近的峰分別與芳族PSS環中O-H的伸展，噻吩環中C=C的伸展和芳族PSS環中C=C的伸展有關，這表示結構中存在PEDOT:PSS。
圖4.不同表面形貌的激光掃描顯微圖像：A：純PVA，B：PVA/PEDOT（0.1），C：PVA/PEDOT（0.3），D：PVA/PEDOT（0.6），E：PVA/PEDOT（1）和F：PVA/PEDOT（3）。在所有支架中，PVA/PEDOT（1）支架的Ra、Sa和Vvv最大。
圖5.培養7天后細胞擴散的SEM圖像：A：純PVA，B：PVA/PEDOT（0.1），C：PVA/PEDOT（0.3），D：PVA/PEDOT（0.6），E：PVA/PEDOT（1），以及F：PVA/PEDOT（3）。細胞在含有PEDOT的支架上顯示出更好的生長。與其他細胞相比，PVA/PEDOT（1）支架顯示出最佳的細胞面積。大和小圖像中的比例尺分別為50μm和10μm。
圖6.通過MTT法分析MSCs在不同納米纖維支架和TCP上的生存能力。*和?符號表示與TCP和PVA/PEDOT（1）樣品相比的顯著性（p值<0.0.5）。支架樣品顯示出對細胞粘附和生長的更好支持。PVA/PEDOT（1）支架在培養7天后顯示出對細胞活力的最佳支持，而沒有任何細胞毒性跡象。應注意的是，并非所有重要樣品都已標記。
圖7.在不同分化處理中神經標志物基因的表達。已經分析了在TCP樣品（TCP+DM）、支架（Scaffold+DM）以及導電支架和電刺激的結合體（Scaffold+DM+ES）上培養的細胞的神經標志物β-微管蛋白、烯醇化酶和巢蛋白的表達（表2列出了有關組和相關處理的詳細信息）。與未處理的TCP樣品（對照）相比，對基因表達結果進行標準化。導電支架和電刺激的結合導致神經分化基因包括巢蛋白和β-微管蛋白的表達增加。*表示與TCP+DM值相比，樣品具有顯著性（p值<0.05）。
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