DOI: 10.1002/adhm.202000604
支架的導電性和排列方式是影響神經修復效果的兩個主要因素。在此，本研究以不同的旋轉速度（0、500、1000和2000rpm）進行靜電紡絲制備了由聚（ε-己內酯）（PCL）和碳納米管（CNTs）組成的具有不同取向度的導電復合纖維，同時充分論證了定向形貌和電刺激對神經再生的協同促進機制。在1000rpm的最佳轉速下，電紡PCL纖維在宏觀（平均偏向角=2.78°）或微觀晶體尺度（取向度=0.73）下呈現出取向結構，接觸角降低為99.2°±4.9°，在垂直和平行于纖維軸的方向上有足夠的拉伸強度（1.13±0.15和5.06±0.98MPa）。為了進一步提高導電性（15.69-178.63 S m-1），將碳納米管引入取向纖維中，這有利于神經細胞體外取向生長和損傷坐骨神經的體內再生。基于強大的細胞誘導行為、最佳的坐骨神經功能指數和增強的髓鞘/軸突再生能力，這種具有優化纖維排列方式的導電PCL/CNTs復合纖維可成為促進基于支架和細胞的神經修復策略的優先選擇。
圖1.不同電紡PCL纖維的形態、取向度和親水性。A）電紡PCL-0、PCL-500、PCL-1000和PCL-2000纖維的SEM形態，B）由取向方向得出的平均偏向角，以及C）水接觸角。所有統計數據均表示為平均值±SD（n=5）。
圖2.不同電紡PCL纖維的力學性能和熱性能。A）在兩個方向上進行力學測試的示意圖。B，D）應力-應變曲線，C，E）在平行和垂直于纖維取向方向上的應力和楊氏模量。F）電紡PCL-0、PCL-500、PCL-1000和PCL-2000纖維的DSC加熱曲線和G）SAXS圖譜。所有統計數據均表示為平均值±SD（n=3；**P<0.01）。
圖3.電紡PCL/CNTs-1000復合纖維的綜合性能。A）電紡PCL/CNTs-1000復合纖維的SEM圖像，B）接觸角，C）應力-應變曲線，以及D）電導率。E）接種在電紡PCL/CNTs-1000復合纖維上的PC-12細胞七天后的整體形態。所有統計數據均表示為平均值±SD（n=3；***P<0.001）。
圖4.坐骨神經橫斷后的功能恢復。A）術后三個月自體移植、PCL/CNTs-1000+ES、PCL/CNTs-0+ES、PCL/CNTs-1000和PCL/CNTs-0組的足跡圖像和B）SFI值。C）大鼠電生理分析中電極放置的示意圖。D）術后三個月誘發CMAP。E，F）術后三個月自體移植、PCL/CNTs-1000+ES、PCL/CNTs-0+ES、PCL/CNTs-1000和PCL/CNTs-0組中CMAP的波幅和潛伏期。所有統計數據均以平均值±SD表示（n=3；*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001）。
圖5.坐骨神經損傷修復三個月后的組織學變化。A）移植三個月后，自體移植、PCL/CNTs-1000+ES、PCL/CNTs-0+ES、PCL/CNTs-1000和PCL/CNTs-0組的H＆E染色，B）TEM圖像，C）髓鞘軸突直徑以及D）再生神經厚度。所有統計數據均表示為平均值±SD（n=3；*P<0.05）。
圖6.術后三個月坐骨神經再生的免疫熒光分析。A）三個月后，自體移植、PCL/CNTs-1000+ES、PCL/CNTs-0+ES、PCL/CNTs-1000和PCL/CNTs-0組的NF200/MBP和B）GFAP/TuJ-1三重免疫熒光常規染色，C-F）再生坐骨神經的半定量熒光密度分析。所有統計數據均以平均值±SD表示（n=3；*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001）。
圖7.GM的再生能力。A）五個組中的GM形狀。（左：未經治療的肌肉組織；右：術后肌肉組織）。B）GM的Masson三色染色，C）自體移植、PCL/CNTs-1000+ES、PCL/CNTs-0+ES、PCL/CNTs-1000和PCL/CNTs-0組中GM的重量百分比，以及D）腓腸肌纖維與肌肉面積之比。所有統計數據均以平均值±SD表示（n=3；*P<0.05，***P<0.001）。
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