DOI: 10.1021/acsami.9b06359
先進的骨愈合方法涉及多種生物材料，這些材料主要模仿具有成骨活性的骨細胞外基質的組成，結構和特性。本研究旨在開發一種基于聚己內酯（PCL）和殼聚糖/聚環氧乙烷（CS / PEO）復合材料的三明治結構電紡納米纖維（NFs），以刺激骨折愈合。用掃描電鏡觀察了所制備的支架的形貌，模擬體液（SBF）評估了磷灰石沉積，FTIR、DSC、TGA和通用試驗機分析了樣品的理化和力學性能。掃描電鏡顯微照片顯示了多孔3D結構，其PCL NFs層和三明治狀NFs支架的NFs直徑分別為307.2-900 nm和20.5-380.4 nm。從第2周開始在支架上沉積磷灰石晶體，然后在第8周大量沉積。這可以通過測定SBF中鈣和磷離子的消耗量來證實。使用DSC和TGA對支架的熱穩定性進行了研究。此外，在已開發的三明治結構中間的PCL-NFs層對支架進行了加固，其承載力達到12.224±1.12MPa，楊氏模量為3.97mpa。支架的多孔結構促進了細胞的增殖。此外，在支架外部NFs層中的CS的存在增加了親水性，其表現為接觸角從116.6°減小到57.6°，這對于細胞附著是必不可少的。間充質干細胞的細胞活力研究證明了所制備支架的細胞相容性。最后，使用兔下頜骨缺損模型證實了新的健康骨是可以在28天內再生的。總之，所制備的支架有望成為促進骨再生的有效方法。
圖1.（a）研究設計的示意圖，（b）聚己內酯，（c）殼聚糖和（d）聚環氧乙烷的化學結構示意圖。 （e）已開發的NFs的FTIR，以及（f＆g）已開發的熱特性（分別為DSC和TGA）
圖2.已開發的NFs支架的形態，潤濕性，孔隙率和機械特性：（a-c）SEM顯微照片（淺棕色假色代表交聯的CS / PEO層），（d）水接觸角測量，（e）孔隙率％， 和（f-i）機械測量。
圖3.體外礦化研究8周內SBF的形態學特征：（a-d）F2 NFs，（e-h）F3 NFs和（i-l）F4三明治樣NFs。（SEM偽色，淺棕色代表CS/PEO層，紫色代表形成的磷灰石層）。
圖4.（a，b）SBF的體外礦化研究（鈣和磷酸根離子濃度），（c）SBF的降解研究，（d）蒸餾水的降解研究，（e）SBF的吸水率，（f ）蒸餾水中的吸水率，（g）體外藥物釋放研究，以及（h）體外細胞毒性評估。
圖5.骨缺損產生，支架應用和評估的外科手術程序：（a）體內手術方案，（b）錐形束計算機斷層掃描的3D圖像，以及（c）缺損體積測量。
圖6.應用28天后的骨缺損的組織病理學檢查：（a-d）為F3，（e-h）為F4，（i-l）為F5，（m-p）為F6，以及組織的半定量評分（q-t）。
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