DOI: 10.1016/j.msec.2021.112067
通過靜電紡絲技術制備的海藻酸鈉基靜電紡絲納米纖維是一類在生物醫學和制藥工業中具有廣闊應用前景的材料。然而，迄今為止，海藻酸鈉分子量和嵌段組成對此類體系生物反應的影響在某種程度上仍不清楚。因此，在本工作中，使用三種具有不同分子特征的海藻酸鈉（即M.pyr，L.hyp，A.nod）來制備納米纖維，借助皮膚和骨細胞系來探索其促進細胞粘附的能力。最初，通過流變學和ζ電位測定對原材料進行了初步研究，以確定海藻酸鈉樣品不同等級的聚電解質行為。具體而言，分子量和嵌段組成都是影響海藻酸鈉響應的重要因素，長鏈和古羅糖基的優勢導致了顯著的聚電解質性質（即，溶液粘度對聚合物濃度的依賴性較低）。隨后，通過掃描電子和原子力顯微鏡對物理交聯的海藻酸鈉納米纖維墊進行了形態表征，該纖維墊具有均勻無缺陷的結構，此外，還評估了其生物反應。值得注意的是，成纖維細胞和角質形成細胞系在三種墊子上的細胞粘附性無顯著差異（即接種細胞分別為30-40％和10-20％），前者對海藻酸鈉基納米纖維表現出更強的親和力。相反，所研究的兩種成骨細胞的特征取決于海藻酸鈉的類型。具體而言，與表現出接近中性行為的多糖樣品（即，接種細胞的細胞粘附率在5-25％范圍內）相比，具有明顯聚電解質性質的多糖樣品能夠更好地提高細胞活性（即，接種細胞的細胞粘附率在15-36％范圍內）。盡管這是初步的結果，但表明海藻酸鈉類型（即分子結構特性）可能在調節骨修復愈合貼片的療效方面發揮局部作用，但在皮膚再生的情況下其作用可忽略不計。
圖1.（a）海藻酸鈉化學結構和嵌段分布。（b）根據“蛋盒”模型的海藻酸鈉交聯機理。c）在無鹽（左，桿狀）和鹽環境（右，無規卷曲）中的海藻酸鈉鏈構象。
圖2.（a）根據Fedors方程評估海藻酸鈉分子量。（b）去離子水中海藻酸鈉比粘度的濃度依賴性。
圖3.濃度為3.5wt％（M.pyr，綠色正方形）或5.0wt％（L.hyp，紅色三角形；A.nod，藍色菱形）的SA基溶液（SA-PEO重量比為70-30）的流動掃描曲線。
圖4.M.pyr（a，b和c），L.hyp（e，f和g）和A.nod（i，j和k）電紡樣品的FE-SEM顯微照片和相關的納米纖維尺寸分布。M.pyr（d），L.hyp（h）和A.nod（l）的AFM顯微照片的3D呈現。
圖5.通過MTT測定法評估孵育16小時后的細胞粘附情況。（a）在三種不同海藻酸鈉膜上的L929鼠成纖維細胞（紅色條）和HaCaT人角質形成細胞（綠色條）。結果表示為通過插入接種在商用細胞培養96孔板上的細胞的標準回歸曲線獲得的每種膜類型的粘附細胞數。它們是一式三份進行的3個實驗的平均值±標準誤差。星號表示在Tukey檢測中的顯著性（M.pyr vs L.hyp和M.pyr vs A.nod，*p<0.05）。（b）在三種不同海藻酸鈉膜上的Mg-63人成骨細胞（藍色條）和Saos-2人成骨細胞（橙色條）。結果如（A）所述。星號表示在Tukey檢測中的顯著性（在Saos-2條中，M.pyr vs L.hyp和M.pyr vs A.Nod，*p<0.05；在Mg-63條中，M.pyr vs L.hyp和M.pyr vs A.Nod，**p<0.01）。
圖6.在三種不同海藻酸鈉膜上孵育16h后，多聚甲醛固定細胞的立體顯微鏡成像（4倍放大）和MTT染色。第一列圖顯示了在L.hyp膜上的不同細胞系，第二列圖顯示了在M.pyr膜上的不同細胞系，第三列圖顯示了在A.nod膜上的不同細胞系。（a-c）HaCaT角質形成細胞，（d-f）L929成纖維細胞，（g-i）Mg63成骨細胞，（j-1）Saos-2成骨細胞。每個圖中的黑條跨度為200mm。
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