具有可調機械和結構性能的導電多通道PCL/明膠導管用于周圍神經再生

DOI:10.1002/app.49219

盡管研究人員付出了許多努力來設計制造神經導管以功能性再生軸突缺損的方法，但是周圍神經損傷仍然是最具挑戰性的醫學問題。在這方面，本研究通過考慮對于成功的神經導管至關重要的機械、地形和結構方面的因素，為其設計提供了整體視角。聚己內酯和明膠以雙電紡薄膜的形式用于踐行該目的，將其卷繞并隨后形成多通道導管的組件。通過摻入聚苯胺/石墨烯（PAG）納米復合材料，賦予導管導電性能。采用FTIR分析、水接觸角測量、SEM觀察、機械性能和導電性能測試等方法對導管的性能進行了評估。另外，通過MTT測定以評估在膜上培養的大鼠骨髓間充質干細胞的增殖。結果表明，摻入2%PAG的導管具有良好的細胞支持和增殖能力，同時保證了10.8×10-5 S/cm的電導率以及為干、濕條件下優異的抗拉強度，分別為3.52±1.3 MPa和14.12±3.1 MPa。總的來說，觀察到的結果突出了所制備導管作為修復周圍神經缺損的候選材料的巨大潛力。

圖1.制備雜化納米纖維薄膜的雙重靜電紡絲工藝圖[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖2.NGCs的制造過程示意圖[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖3.交聯和未交聯的PGP0和PGP2納米纖維薄膜以及合成的PAG納米復合材料的FTIR光譜[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖4.（a）合成的PAG的FE-SEM顯微照片，（b）PCL、（c）PGP0、（d）PGP1，（e）PGP2和（f）PGP3納米纖維的表面形貌和纖維直徑分布。

圖5.PCL和明膠納米纖維在納米纖維支架上的共聚焦顯微圖像，顯示了支架的雜化結構。（a）PCL/明膠納米纖維支架，（b）包含明膠納米纖維，（c）“a”和“b”的合并圖像[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖6.納米纖維支架的水接觸角。數據表明了支架的親水性[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖7.干（a）和濕（b）NGCs的應力-應變曲線，濕和干NGCs的機械性能以及完整的人脛神經，楊氏模量（c）、抗張強度（d）和極限伸長率（e）。*p<0.05表示統計學上的顯著性差異[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖8.PGP0、PGP1、PGP2和PGP3 NGCs的生物降解率隨孵育時間的變化。*p<0.05表示統計學上的顯著性差異[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖9.大鼠骨髓間充質干細胞在第七天在PGP1（a）、PGP2（b）和PGP3（c）納米纖維膜上的粘附力。

圖10.通過MTT分析測定，大鼠骨髓間充質干細胞在TCP、PGP0、PGP1、PGP2和PGP3納米纖維上不同天數的增殖。*p<0.05表示統計學上的顯著性差異[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]

圖11.未交聯的（a）和交聯的（b）多通道導管的照片,交聯的PGP2膜的SEM圖像（c）和多通道NGC的橫截面[顏色圖可在wileyonlinelibrary.com上查看]