DOI: 10.1002/marc.201900579
报道了一种通过电纺聚(乳酸-乙醇酸)(PLGA)纳米纤维的溶液掩蔽、蒸汽诱导的焊接来产生孔隙率和/或纤维排列梯度变化的分层支架的方法。该方法的成功取决于这样一个事实:当PLGA纳米纤维浸入乙醇水溶液中时,与直接暴露于其蒸汽相比,PLGA纳米纤维的溶胀和焊接速度更慢。对于由无规纳米纤维组成的垫子,该处理会产生孔隙率的渐变(表面和整体),过度焊接区域会从高度多孔的垫子演变为致密的薄膜。但是,如果涉及单轴排列的纳米纤维,则在表面孔隙率和纤维排列中均会观察到梯度变化。当将骨髓干细胞培养在这种支架上时,它们在单轴排列的纳米纤维和致密膜的区域分别表现出高度有序和随机的形态,并且在两者之间逐渐变化。这种支架在模拟结缔组织方面表现出潜力,如肌腱到骨的插入,这依赖于细胞形态从单轴排列到随机排列的渐变。
图1.A)示意图显示70%乙醇溶液和来自同一溶液的蒸汽的分子分布和运动。B)扫描电镜图像显示PLGA纳米纤维在70%乙醇溶液中浸泡或在同一溶液的蒸汽中暴露不同时间后的动力学和焊接程度上的差异。
图2.PLGA无规纳米纤维在A-C)40%乙醇溶液、D-F)70%乙醇溶液和G-I)纯乙醇中浸泡不同时间后的SEM图像:A、D、G)10,B、E、H)30,和C、F、I)50 min。
图3.PLGA无规纳米纤维非织造垫在A-C)40%乙醇溶液、D-F)70%乙醇溶液和G-I)纯乙醇中暴露不同时间后的SEM图像:A、D、G)1,B、E、H)3,C、F、I)5 min。
图4.A)示意图显示了焊接单轴排列的PLGA纳米纤维的非织造垫以在焊接范围内产生具有可控梯度的支架的过程,从而使孔隙率和纳米纤维排列呈梯度变化。SEM图像显示了用70%乙醇溶液处理5分钟后,单轴排列的PLGA纳米纤维垫的B,C)顶部,D,E)中间和F,G)底部区域。插图显示了从SEM图像生成的二维(2D)FFT模式。
图5.A)图示肌腱到骨插入处细胞形态的转变。如图4所示,在支架的B)底部、C)中部和D)顶部分别培养3天的骨髓干细胞的荧光显微照片。肌动蛋白细胞骨架用Alexa Fluor 555鬼笔环肽(红色)染色,细胞核用4′,6-二氨基-2-苯基吲哚(蓝色)染色。箭头表示底层纳米纤维的排列方向。