DOI: 10.1016/j.jcis.2021.02.099
具有良好力學和結構性能、藥物控釋性能、生物相容性和生物降解性的支架材料是組織工程的重要宗旨。本研究通過乳液靜電紡絲制備了以聚ε-己內酯(PCL)為殼,絲素蛋白重鏈(H-絲素)為核的功能性核-殼納米纖維。透射電鏡證實成功制備出具有核-殼結構的納米纖維。通過多種表征方法對所構建的納米纖維材料進行了表征。結果表明,乙醇處理可誘導復合納米纖維中絲素重鏈β-片層的形成,從而提高PCL/絲素重鏈納米纖維支架的力學性能。此外,研究者還評估了PCL/絲素重鏈納米纖維膜作為生物支架的潛力。結果表明,隨著絲素重鏈含量的增加,PCL/絲素重鏈納米纖維支架更有利于細胞粘附和增殖。最后,體外藥物釋放實驗表明,PCL/絲素重鏈核-殼納米纖維能夠有效減少藥物分子的前期爆發,并且顯示出持續的藥物釋放特性。本研究構建的PCL/絲素重鏈納米纖維支架具有良好的力學性能和生物相容性,在生物醫學應用(如藥物載體、組織工程和傷口敷料等)中顯示出良好的發展潛力。
圖1.(a)分離絲素重鏈和絲素輕鏈的方案,以及(b)電紡PCL/絲素重鏈核-殼納米纖維的制備方案
圖2.PCL/SF乳液的顯微圖像。VPCL:VSF為(a)75:25,(b)50:50和(c)25:75,比例尺:50μm
圖3.靜電紡絲PCL/SF納米纖維的SEM圖像和TEM。(a)PCL,(b)VPCL:VSF=75:25,(c)VPCL:VSF=50:50,(d)VPCL:VSF=75:25,(e)VPCL:VSF=50:50和(f)VPCL:VSF=25:75
圖4.乙醇處理前后PCL/SF納米纖維的FTIR光譜:(a)純PCL,(b)乙醇處理之前:ii)PCL/SF=75:25,iv)PCL/SF=50:50以及之后:i)PCL,iii)PCL/SF=75:25,v)PCL/SF=50:50,vi)SF納米纖維。乙醇處理之前(a)和之后(b)PCL/SF納米纖維支架的XRD
圖5.乙醇處理后PCL和PCL/SF納米纖維支架的(a)DSC曲線和(b)應力-應變曲線
圖6.(a)PCL/SF納米纖維表面的水接觸角,(b)細胞數×104/cm2(n=3,*P<0.05),(c)熒光顯微鏡顯示培養1至3天后,L929細胞在不同PCL/SF納米纖維膜表面的粘附情況。(d)載藥PCL和PCL/SF納米纖維支架的累積藥物釋放,(e)圖像顯示最初10小時釋放曲線的放大圖