DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.11.010
周圍神經損傷是常見的臨床問題，通常需要進行手術以重建神經。經證實，組織工程導管對于神經重建至關重要。盡管近年來取得了一些進步，但是仿生人工神經導管的設計和制備仍具有很高的挑戰性。因此，本研究旨在設計和制備具有人體神經仿生結構特征的機械可調神經導管，以應用于神經組織工程。在此，研究者采用了包括電流體動力學（EHD）噴射印刷、浸涂和靜電紡絲技術的組合方法來制備三層導管。復雜的結構細節首先是通過高分辨率EHD噴射印刷PCL纖維實現的，該纖維具有可調的方向性，作為最內層；然后浸涂明膠水凝膠以形成中間層，最后，用電紡PCL納米纖維包裹，作為導管的外層。研究了所制備導管的機械性能、孔隙率和生物相容性，并將其與對照進行了比較。這項研究的結果證實了組合方法在制備具有良好神經前體和血管細胞相容性的機械可調三層導管方面具有很大的潛力。
圖1.三層導管的制備過程：（a）EHD噴射打印系統示意圖；（b）微纖維多孔3D結構的制備；（c）內層和中間層的形成。（d）外層的制備示意圖。
圖2.所制備的三層導管的宏觀和微觀形態：（a）三層導管的橫截面形態。（b）EHD噴射內層3D多孔結構。印刷支架的分辨率為50-100μm。（b1）EHD噴射印刷定向PCL纖維結構包裹在圓柱上，作為3D多孔結構的內層。（c）用明膠浸涂的中間層。（d）電紡外層纖維。（d1）顯示三層結構的導管橫截面圖像（紅色：三層導管的外層；黃色：三層導管的中層；綠色：三層導管的內層）。（e-g）分別為（b-d）的相應SEM顯微形態。（h）EHD噴射PCL層的直徑分析。（i）相鄰的EHD噴射PCL纖維的距離分析。（j）電紡外層纖維的直徑分布。
圖3.機械性能：（a）EHD印刷結構的拉伸試驗；（b）含浸涂明膠水凝膠的EHD印刷結構的拉伸試驗；（c）三層導管的拉伸試驗；（d）EHD印刷結構、含浸涂明膠的EHD印刷結構和三層導管的代表性應力-應變曲線；（e）EHD印刷結構、含浸涂明膠的EHD印刷結構和三層導管的極限應力和（f）極限應變。
圖4.所制備的三層導管的生物相容性和細胞毒性：（a）培養1、3和5天后，在三層導管內表面上的PC-12細胞的活/死細胞熒光圖像；培養5天后，三層導管不同層上的HUVECs活性和附著形態：（b-b1）EHD噴射的PCL內層；（c-c1）用明膠浸涂的中間層；（d-d1）電紡PCL外層。培養5天后三層導管的熒光顯微圖像，細胞核和細胞骨架：（e-e1）三層導管內部橫截面的熒光圖像；（f-f1）三層導管內表面上的細胞核和細胞骨架；（g-g1）三層導管外層的高倍熒光圖像。（h）PC-12細胞和（I）HUVECs培養1天和5天后的CCK-8分析數據（誤差棒代表標準偏差（n=6），*p≤0.05的值表示具有統計學顯著性）（J）培養1、3和5天后PC-12細胞的CCK-8分析數據與細胞熒光染色實驗相對應（誤差棒代表標準偏差（n=6），*p≤0.05表示具有統計學顯著性）。
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