J. Biomed. Mater. Res. Part A：PCL-蛋白質雜化納米纖維支架的靜電紡絲制備及其

DOI: 10.1002/jbm.a.37156

由于缺乏對創傷性事故或疾病引起的肌肉損失的治療方法，體外創建骨骼肌組織已成為當今生物醫學研究中的一個重要課題。因此，可促進細胞粘附、增殖和細胞排列的納米纖維結構內在特性為再生醫學重建肌肉等組織提供了一個極具吸引力的工具。靜電紡絲是制備納米纖維結構常用的加工技術之一，合成聚合物和天然聚合物的結合往往需要達到最佳的機械和物理化學性能。在此，研究者選擇聚己內酯（PCL）作為制備支架的合成聚合物，并研究了蛋白質添加對最終支架性能的影響。選擇了膠原蛋白和明膠作為蛋白質，在兩種不同濃度（2和4wt/vol％）下對其進行分析。制備了不同的PCL/蛋白質體系，并進行了結構、力學和功能表征。通過形態學、力學和生物學評估了纖維排列對最終支架性能的影響。使用生物反應器促進支架內的細胞增殖和分化。結果表明，蛋白質的添加減小了膜的纖維尺寸，增加了其親水性，軟化了其力學性能。生物學研究表明，所選體系可容納細胞，使其生長，且具有促進肌肉骨骼組織發育的潛能。

圖1.具有不同纖維排列方式的聚己內酯（PCL）/明膠支架的接觸角，掃描電子顯微鏡（SEM）圖像：（a）無規，（b）半定向和（c）定向。具有不同排列方式的PCL/明膠支架的纖維尺寸分布：（a'）無規，（b'）半定向和（c'）定向

圖2.在干燥和潮濕條件下，不同排列方式（無規，半定向和定向）的聚己內酯（PCL）/明膠支架在恒定應變（10％）和頻率（1Hz）下進行500個循環載荷期間的應力演變圖

圖3.在恒定應變（10％）和頻率（1Hz）下進行500個循環載荷（a和b）之前和（c和d）之后，在干燥條件下，對不同排列方式（無規，半定向和定向）的聚己內酯（PCL）/明膠支架進行機械測試獲得的應變-應力曲線和參數（楊氏模量，斷裂應變和最大應力）

圖4.在恒定應變（10％）和頻率（1Hz）下進行500個循環載荷（a和b）之前和（c和d）之后，在干燥條件下，對不同排列方式（無規，半定向和定向）的聚己內酯（PCL）/明膠支架進行機械測試獲得的應變-應力曲線和參數（楊氏模量，斷裂應變和最大應力）

圖5.接種細胞的聚己內酯（PCL）/明膠支架的蘇木精-伊紅（H＆E）顯微照片：（a，c和e）放大倍率為×10，（b，d和f）放大倍率為×40

圖6.具有不同排列方式的聚己內酯（PCL）/明膠支架的免疫組織化學（IHC）染色圖像：無規（a，a1-a2），半定向（b，b1-b2）和定向（c，c1-c2），放大倍率分別為×10和×40