DOI: 10.1002/adhm.201901761
近二十年來,電紡納米纖維在生物醫學、環境科學、能量收集、催化、光子學和電子學等領域得到了廣泛的應用。在生物醫學應用方面,人們可以通過改變材料、收集器的設計、噴絲頭數量和靜電紡絲參數,容易地制備出成分、結構、排列和功能可控的納米纖維支架。該報告重點介紹了在2019年國際靜電紡絲會議上展示的電紡納米纖維和生物印刷結構的臨床前研究和轉化醫學應用,以及對其未來發展的展望。
圖1.示意圖顯示了通過靜電紡絲和隨后的光交聯制備GelMA納米纖維無紡布墊。方框顯示了合成的GelMA的核磁共振(NMR)光譜。明膠組分(紅色虛線框)經改性后含有甲基丙烯酰基團(藍色虛線框),以便在光照下交聯凝膠網絡。掃描電子顯微鏡(SEM)顯示了交聯GelMA納米纖維的典型形貌。
圖2.A)照片(左圖)顯示了使用電池供電的便攜式手持靜電紡絲設備將纖維直接電紡到皮膚上的過程。插圖顯示了在黑暗環境中的紡紗過程。SEM圖像(右圖)顯示了使用該設備進行電紡的聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)纖維。B)便攜式設備的示意圖。
圖3.A)圖解說明了如何使用氣體發泡技術將一面固定的二維矩形墊展開,以形成圓柱形。B)合成圓柱體的照片。箭頭指示纖維排列的方向。C、D)顯示圓柱體頂部和側面的掃描電鏡圖像。E)以放大視圖顯示側表面上纖維結構的SEM圖像。
圖4.負載雷帕霉素的混合組織工程血管(RM-HTEV)移植物對內膜增生的抑制作用。RM-HTEV移植物由一層脫細胞的血管和一層載有雷帕霉素的電紡PCL納米纖維組成。植入后12周,代表性A,B)蘇木精和伊紅染色以及C)Masson三色染色的光學顯微鏡圖像。結果表明,相對于HTEV和脫細胞的大鼠主動脈(DRA)組,RM-HTEV組的內膜增生受到抑制。比例尺在(A)和(C)中為400μm,在(B)中為40μm。圖像顯示D)αSMA(綠色)和CD31(紅色),E)CD163(綠色)和DAPI(藍色)和F)CD68(紅色)和DAPI(藍色)的免疫熒光染色。白色箭頭表示CD31陽性細胞。白色三角形表示血管內腔。比例尺為50μm。G)對(A)–(C)的RM-HTEV和HTEV移植物的內膜區域進行量化評估。**P<0.01,與HTEV移植物相比。H,I)(D)–(F)不同組的CD163和CD68陽性細胞的定量評估。與DRA相比,**P<0.01。