DOI:10.1016/j.apsusc.2020.148335
為了高度模擬軟骨細胞的細胞外基質，本研究采用了靜電紡絲和逐層（LBL）自組裝技術。選擇具有良好力學性能的聚己內酯（PCL）作為基質，同時將具有軟骨保護性能的D-氨基葡萄糖硫酸鹽（GAS）和I型膠原（COL）涂覆在PCL納米纖維表面上。形態學、化學和物理研究表明，經LBL藥物處理后，GAS/COL成功沉積，力學性能和表面親水性均得到了明顯改善。經證實，GAS/COL的釋放是緩慢且可持續的。此外，CCK-8檢測和細胞形態學觀察表明，LBL結構的纖維墊更適合大鼠關節軟骨細胞（rACs）的粘附和增殖，而實時定量聚合酶鏈反應分析和糖胺聚糖（GAG）生成量的測定表明，GAS/COL的加入上調了rACs中的葡萄糖醛酸轉移酶I（GlcAT-I）基因表達和GAG含量。此外，LBL結構墊誘導了IL-1β誘導rACs中GlcAT-1的表達，并降低了白細胞介素-1β（IL-1β）和基質金屬蛋白酶13（MMP13）的表達。此外，SCID小鼠皮下模型進一步證實了GAS/COL修飾PCL墊可促進rACs的GAG生成和II型膠原表達。
圖1.PCL和具有不同雙層的LBL改性膜的FE-SEM圖像以及納米纖維直徑分布。
圖2.（a）不同原材料和不同納米纖維墊的FT-IR光譜；（b）PCL墊和LBL結構墊的XRD圖譜；（c）PCL、LBL0.5、LBL10和LBL15.5的XPS寬掃描；（d）N1s的窄掃描，以及LBL0.5、LBL10和LBL15.5的曲線擬合。
圖3.（a）PCL墊和LBL改性墊的機械強度，（b）代表性應力-應變行為，（c）水接觸角。誤差棒表示標準偏差（n=3）。
圖4.（a）不同樣品中氨基的每日釋放曲線，（b）從第5天到第10天，不同樣品中氨基累積釋放的顯色反應的光學照片。
圖5.（a，b）接種在PCL墊和LBL改性墊上的rACs的細胞活性結果和（c）代表性FE-SEM圖像。
圖6.（a，b）第3天和第7天接種在不同墊子上的rACs的GlcAT-1表達；（c，d）第7天和第14天接種在不同墊子上的rACs的GAG含量。
圖7.（a，b）用IL-1β處理后12h和48h，接種在不同墊子上的rACs的GlcAT-1表達；（c，d）用IL-1β處理后0h、12h和48h，rACs的IL-1和MMP-13表達。
圖8.代表組的II型膠原蛋白的阿爾辛藍色染色圖像和免疫組化染色圖像。
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