DOI: 10.1021/acsami.0c05191
本文報告了一種在磁場作用下利用芳香族陽離子肽與透明質酸（HA）自組裝和納米纖維排列制備納米纖維膜的分子設計方法。肽被設計為C端包含一個由四個苯丙氨酸殘基組成的嵌段，以通過疏水締合和芳香族堆積來驅動它們的自組裝，以及一個帶正電的賴氨酸殘基結構域，用于與HA進行靜電相互作用。這兩個嵌段通過具有可變數目的氨基酸和采用不同構象能力的連接器連接。Zeta電位測量和圓二色性證實了它們的正電荷和可變構象（無規卷曲、β-折疊或α-螺旋），這取決于pH和序列。通過熒光光譜、小角X射線散射和透射電子顯微鏡檢查，它們的自組裝顯示出微摩爾級纖維狀納米結構的形成。當肽與HA結合時，形成水凝膠或平坦的膜。由于苯丙氨酸殘基的高抗磁性各向異性，分子結構調節了膜的機械性能，使納米纖維沿磁場方向排列。在磁性排列的膜上培養的間充質干細胞沿著納米纖維的方向伸長，從而支持其在軟組織工程中的應用。
圖1.陽離子芳香肽在pH 11下的自組裝行為。（B）測量的0.5 wt%溶液（空心符號）以及模型形狀因子擬合（實線）的SAXS模式。為了便于查看，將K2S5F4的數據乘以10，將K2A7F4的數據乘以100，將K2A5F4的數據乘以1000。同樣為了清楚起見，僅繪制了第5個數據點；（C）0.05 wt%肽溶液的TEM圖像。（D）擬議的K2A5F4肽自組裝模型。
圖2.陽離子芳族肽與HA之間的自組裝形成的水凝膠和膜的照片，以及通過SEM圖像顯示其納米纖維結構。
圖3.肽/HA膜的結構和力學分析：（A）在干燥膜上進行SAXS測量；（B）圖像顯示膜夾在兩個夾具之間，可進行單軸拉伸（比例尺：4.5 mm）；（C）拉伸測試膜的應力-應變曲線、（D）拉伸模量和（E）極限拉伸應力。
圖4.膜組裝過程中磁場對納米纖維排列的影響：（A）SEM圖像顯示了在不同時間和強度的磁場下形成的K2A5F4 HA膜的表面，（B）在1 T磁場存在24小時的條件下，膜與設計的肽組裝在一起；（C）定向纖維膜的FFT分析。
圖5.在各種肽/HA膜上的細胞行為：（A）在定向和非定向膜（含血清的細胞培養基）上培養24小時的hMSCs的熒光顯微鏡圖像；（B）顯示細胞密度（左）和細胞長寬比（右）的圖，比較培養條件（在有血清和無血清的情況下）以及RGDS對K2A5F4/HA膜上細胞附著的影響；（C）SEM顯微照片顯示在血清存在下細胞與膜納米纖維表面的相互作用（24小時）。
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