DOI: 10.1021/acsami.9b06359
先进的骨愈合方法涉及多种生物材料，这些材料主要模仿具有成骨活性的骨细胞外基质的组成，结构和特性。本研究旨在开发一种基于聚己内酯（PCL）和壳聚糖/聚环氧乙烷（CS / PEO）复合材料的三明治结构电纺纳米纤维（NFs），以刺激骨折愈合。用扫描电镜观察了所制备的支架的形貌，模拟体液（SBF）评估了磷灰石沉积，FTIR、DSC、TGA和通用试验机分析了样品的理化和力学性能。扫描电镜显微照片显示了多孔3D结构，其PCL NFs层和三明治状NFs支架的NFs直径分别为307.2-900 nm和20.5-380.4 nm。从第2周开始在支架上沉积磷灰石晶体，然后在第8周大量沉积。这可以通过测定SBF中钙和磷离子的消耗量来证实。使用DSC和TGA对支架的热稳定性进行了研究。此外，在已开发的三明治结构中间的PCL-NFs层对支架进行了加固，其承载力达到12.224±1.12MPa，杨氏模量为3.97mpa。支架的多孔结构促进了细胞的增殖。此外，在支架外部NFs层中的CS的存在增加了亲水性，其表现为接触角从116.6°减小到57.6°，这对于细胞附着是必不可少的。间充质干细胞的细胞活力研究证明了所制备支架的细胞相容性。最后，使用兔下颌骨缺损模型证实了新的健康骨是可以在28天内再生的。总之，所制备的支架有望成为促进骨再生的有效方法。
图1.（a）研究设计的示意图，（b）聚己内酯，（c）壳聚糖和（d）聚环氧乙烷的化学结构示意图。 （e）已开发的NFs的FTIR，以及（f＆g）已开发的热特性（分别为DSC和TGA）
图2.已开发的NFs支架的形态，润湿性，孔隙率和机械特性：（a-c）SEM显微照片（浅棕色假色代表交联的CS / PEO层），（d）水接触角测量，（e）孔隙率％， 和（f-i）机械测量。
图3.体外矿化研究8周内SBF的形态学特征：（a-d）F2 NFs，（e-h）F3 NFs和（i-l）F4三明治样NFs。（SEM伪色，浅棕色代表CS/PEO层，紫色代表形成的磷灰石层）。
图4.（a，b）SBF的体外矿化研究（钙和磷酸根离子浓度），（c）SBF的降解研究，（d）蒸馏水的降解研究，（e）SBF的吸水率，（f ）蒸馏水中的吸水率，（g）体外药物释放研究，以及（h）体外细胞毒性评估。
图5.骨缺损产生，支架应用和评估的外科手术程序：（a）体内手术方案，（b）锥形束计算机断层扫描的3D图像，以及（c）缺损体积测量。
图6.应用28天后的骨缺损的组织病理学检查：（a-d）为F3，（e-h）为F4，（i-l）为F5，（m-p）为F6，以及组织的半定量评分（q-t）。
