Int. J. Biol. Macromol.：心臟組織工程用PU/Cs/CNT納米纖維支架的制備與表征

DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.03.001

心肌梗塞是全球范圍內引起心力衰竭（HF）的主要原因。由于心臟的再生能力非常有限，研究人員考慮通過心臟組織工程（TE）來構建生物活性支架。在這項研究中，使用靜電紡絲法在醋酸水溶液中制備了一系列的聚氨酯溶液（5-7wt％）。本研究所制備的各種隨機和取向聚氨酯（PU）/殼聚糖（Cs）/碳納米管（CNT）復合納米纖維支架在結構上模擬了細胞外基質（ECM）。采用場發射掃描電子顯微鏡（FESEM），透射電子顯微鏡（TEM），X射線衍射（XRD），水接觸角，降解研究，拉伸試驗，電阻測量和細胞活性測定等方法對電紡納米纖維進行表征，證實了電紡隨機和定向納米纖維支架與H9C2細胞的生物相容性。綜上，本研究所制備的PU/Cs/CNT復合納米纖維支架具有良好的導電性，該定向納米纖維有望成為具有納米級特征的心肌梗死再生支架材料。

圖1.靜電紡絲/電噴霧工藝示意圖。

圖2.納米纖維的SEM圖像：a）PU5％，b）PU6％，c）PU7％，d）PU/Cs[1:3]，e）PU/Cs[1:1]，f）PU/Cs[3:1]，g）PU/CNT，h）PU/Cs/CNT，以及i）所制備的納米纖維的直徑圖（*p＜0.05，**p＜0.01，***p＜0.005）。

圖3.a）PU/Cs/CNT[1:1]的TEM圖像，CNTs聚集在納米纖維中。b）PU/Cs[1:1]-CNT的TEM圖像，箭頭指示納米纖維內部的單個MWCNTs。c，d）c）PU/Cs和d）CNT電噴霧PU/Cs在不同放大倍率下的FESEM圖像。黃色箭頭指示CNTs。

圖4.a）定向（滾筒速度=2500rpm）和b）隨機（滾筒速度=400rpm）PU/Cs[1:1]納米纖維的SEM照片和纖維直徑分布。

圖5.A）電紡納米纖維的拉曼光譜。大約在1360cm-1、1584cm-1和2710cm-1處的峰對應于CNT，以及B）CNT粉末、PU/Cs和PU/Cs/CNT.sp支架的XRD圖譜。

圖6.不同納米纖維支架的接觸角。（**p＜0.01，****p＜0.0005）。

圖7.在PBS中孵育60天后，納米纖維的SEM圖像：a）PU/CNT，b）PU，c）PU/Cs和d）PU/Cs/CNT.sp。e）PBS（pH7.4，37℃）中剩余的支架質量。數據顯示為孵育60天后支架重量中剩余的質量百分比。f）PU/Cs/CNT.sp樣品在PBS中180h內的CNT釋放曲線。

圖8.對A）納米纖維支架上的HUVEC細胞以及B）納米纖維支架上的H9C2細胞進行alamar藍測定的結果（**p＜0.01，****p＜0.0005）。