DOI: 10.1002/marc.201900579
報道了一種通過電紡聚(乳酸-乙醇酸)(PLGA)納米纖維的溶液掩蔽、蒸汽誘導的焊接來產生孔隙率和/或纖維排列梯度變化的分層支架的方法。該方法的成功取決于這樣一個事實:當PLGA納米纖維浸入乙醇水溶液中時,與直接暴露于其蒸汽相比,PLGA納米纖維的溶脹和焊接速度更慢。對于由無規納米纖維組成的墊子,該處理會產生孔隙率的漸變(表面和整體),過度焊接區域會從高度多孔的墊子演變為致密的薄膜。但是,如果涉及單軸排列的納米纖維,則在表面孔隙率和纖維排列中均會觀察到梯度變化。當將骨髓干細胞培養在這種支架上時,它們在單軸排列的納米纖維和致密膜的區域分別表現出高度有序和隨機的形態,并且在兩者之間逐漸變化。這種支架在模擬結締組織方面表現出潛力,如肌腱到骨的插入,這依賴于細胞形態從單軸排列到隨機排列的漸變。
圖1.A)示意圖顯示70%乙醇溶液和來自同一溶液的蒸汽的分子分布和運動。B)掃描電鏡圖像顯示PLGA納米纖維在70%乙醇溶液中浸泡或在同一溶液的蒸汽中暴露不同時間后的動力學和焊接程度上的差異。
圖2.PLGA無規納米纖維在A-C)40%乙醇溶液、D-F)70%乙醇溶液和G-I)純乙醇中浸泡不同時間后的SEM圖像:A、D、G)10,B、E、H)30,和C、F、I)50 min。
圖3.PLGA無規納米纖維非織造墊在A-C)40%乙醇溶液、D-F)70%乙醇溶液和G-I)純乙醇中暴露不同時間后的SEM圖像:A、D、G)1,B、E、H)3,C、F、I)5 min。
圖4.A)示意圖顯示了焊接單軸排列的PLGA納米纖維的非織造墊以在焊接范圍內產生具有可控梯度的支架的過程,從而使孔隙率和納米纖維排列呈梯度變化。SEM圖像顯示了用70%乙醇溶液處理5分鐘后,單軸排列的PLGA納米纖維墊的B,C)頂部,D,E)中間和F,G)底部區域。插圖顯示了從SEM圖像生成的二維(2D)FFT模式。
圖5.A)圖示肌腱到骨插入處細胞形態的轉變。如圖4所示,在支架的B)底部、C)中部和D)頂部分別培養3天的骨髓干細胞的熒光顯微照片。肌動蛋白細胞骨架用Alexa Fluor 555鬼筆環肽(紅色)染色,細胞核用4′,6-二氨基-2-苯基吲哚(藍色)染色。箭頭表示底層納米纖維的排列方向。