DOI: 10.1016/j.diamond.2021.108320
電紡碳納米纖維（ECNFs）在組織工程的各個領域都有著廣闊的應用前景。ECNFs具有導電性、生物相容性和模擬細胞外基質（ECM）的能力。在這項研究中，通過靜電紡絲法和熱處理制備了不同的ECNFs/二氧化硅納米顆粒（ECNFs/SNPs）復合材料。本研究評估了SNPs摻入對ECNFs電導率、潤濕性和生物活性的影響。SNPs的加入提高了材料的親水性，但降低了其導電性。此外，摻入SNPs可以改善ECNFs的生物學活性，例如細胞附著、生存能力和增殖速率。ECNFs/SNPs復合物顯示MG-63增殖率提高，這是由于該復合物具有較強的骨活性。本研究表明，由于二氧化硅納米顆粒的強協同效應，ECNFs/SNPs納米復合材料具有良好的骨活性。
圖1.（a）ECNFs，（b）ECNFs/1％SNPs復合物，（c）ECNFs/5％SNPs復合物和（d）ECNFs/10％SNPs復合物的SEM顯微照片。比例尺：5μm。
圖2.ECNFs/5％SNPs的FE-SEM圖像。
圖3.摻入不同比例SNPs的ECNFs的EDX圖譜：（a）ECNFs，（b）ECNFs/1％SNPs復合物，（c）ECNFs/5％SNPs復合物，和（d）ECNFs/10％SNPs復合物。
圖4.ECNFs與二氧化硅NPs的相互作用。
圖5.（a）ECNFs，（b）ECNFs/5％SNPs納米復合材料，（c）ECNFs/10％SNPs納米復合材料的FTIR-ATR光譜。
圖6.ECNFs和不同比例SNP摻雜ECNFs的拉曼光譜。
圖7.樣品的XRD譜圖：（a）ECNFs，（b）ECNFs/5％SNPs復合物和（c）ECNFs/10％SNPs復合物。
圖8.在樣品上培養24、48和72h的MG-63細胞的活性：TCPS（對照），ECNFs，ECNFs/1％SNPs，ECNFs/5％SNPs和ECNFs/10％SNPs。
圖9.通過乳酸脫氫酶（LDH）分析評估ECNFs和ECNFs/SNPs復合物對骨肉瘤細胞（MG-63）的細胞毒性。將細胞接種在置于48孔板中的樣品上，以評估24h、48h和72h的毒性。對照組包括用裂解液處理的細胞（陽性對照）和相同數量的未處理細胞（陰性對照）。通過LDH活性試驗評估培養基中LDH的含量。培養72h后，只要LDH釋放量少于8％，ECNFs/SNPs復合物和ECNFs就不會表現出明顯的毒性。
圖10.骨肉瘤細胞（MG-63）在ECNFs和ECNFs/SNPs上的增殖。將相同數量的MG-63細胞接種在置于48孔板中的樣品上，并孵育24、48和72h。未處理的細胞視為陰性對照。細胞裂解后測定LDH活性。乳酸脫氫酶水平越高，細胞增殖率越高。與其他組相比，ECNFs和ECNFs/SNPs復合物中的LDH含量在48h和72h后顯著增加，尤其是在5％和10％復合物中。
圖11.SEM顯微照片顯示培養24h后，MG-63細胞在ECNF/5％SNP復合物上的粘附情況。
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