DOI:10.1016/j.clay.2020.105601
制備具有適當功能、生物力學和生物相容性的模擬人類組織細胞外基質（ECM）環境的生物材料仍然是一個挑戰。這項研究的目的是通過簡易的靜電紡絲方法制備以羥基磷灰石納米管（HAL）增強的殼聚糖/聚環氧乙烷（PEO）膜，作為潛在的骨再生支架。通過FESEM和STEM成像進行的形態學研究表明，沿殼聚糖/PEO纖維基質存在的HAL的平均纖維直徑為72.07±3.30 nm至154.87±6.77 nm。此外，摻入5wt%HAL的膜顯示具有較大的孔，適用于骨再生應用。而且，機械測試表明，所制備的殼聚糖/PEO/HAL膜具有適當的拉伸強度特性，能夠支持成骨細胞的生長。熱穩定性分析表明，在殼聚糖/PEO膜中添加HAL可以改善其熱穩定性。此外，用0-5wt%的HAL增強的殼聚糖/PEO膜的表面潤濕性介于0到75°之間，因此表現出適合骨骼組織再生的親水性。另外，自然人成骨細胞（NHOst）培養表明，通過將成熟的NHOst和原代成骨細胞附著在膜上，含5wt%HAL的殼聚糖/PEO膜顯示具有細胞粘附性和細胞相互作用。進一步的體外分析表明，含5wt%HAL的殼聚糖/PEO膜在14天時其ALP活性提高了2.5倍。總之，從這項研究中獲得的結果證明了殼聚糖/PEO/HAL膜在骨再生應用中的潛力。
圖1.殼聚糖/PEO的制備過程和HAL的摻入示意圖以及純HAL的TEM和FESEM圖像。
圖2.ALP活性測定步驟的圖解。
圖3.摻入不同HAL組成的殼聚糖/PEO的剪切粘度與剪切速率的關系。
圖4.在（i）×10.0k、（ii）×20.0k和（iii）×50.0k不同放大倍數下，摻有（a）0、（b）1wt%、（c）3wt%、（d）5wt%、（e）7wt%和（f）10wt%HAL的電紡殼聚糖/PEO膜的FESEM圖像
圖5.摻有（a）0、（b）1wt%、（c）3wt%、（d）5wt%、（e）7wt%和（f）10wt%HAL的電紡殼聚糖/PEO的纖維直徑測定。
圖6.殼聚糖/PEO/HAL的顯微照片，其中（a）在（i）×70.0k和（ii）×80.0k下HAL為1wt%，（b）在（i）×25.0k和（ii）×40.0k下HAL為5wt%，（c）在×40.0k和（ii）×50.0k下HAL為10wt%。紅色箭頭表示單個HAL管位于纖維之間，而黃色圓圈表示沿纖維的多重聚集HAL。（要解釋該圖例中對顏色的引用，請參閱本文的網絡版本。）
圖7.（a）純殼聚糖、（b）HAL、（c）純PEO和以（d）1wt%、（e）5wt%和（f）10wt%HAL增強的殼聚糖/PEO膜的FTIR光譜。
圖8.含不同HAL濃度的電紡殼多糖/PEO/HAL膜的（a）最大拉伸應力、（b）楊氏模量和（c）斷裂伸長率。
圖9.純HAL和含不同HAL組成的殼聚糖/PEO/HAL膜的TGA曲線。
圖10.含（a）0wt%、（b）1wt%、（c）3wt%、（d）5wt%、（e）7wt%、（f）10wt%HAL的電紡殼聚糖/PEO膜的細胞形態。
圖11.摻入電紡殼聚糖/PEO/HAL膜中的不同HAL組成對NHOst細胞中堿性磷酸酶活性的影響。
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