DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.01.252
静电纺丝技术的最新进展为再生医学提供了一系列复杂的支架。为了探索构建具有功能基因表达系统的生物活性支架的可能性，研究了带有质粒DNA（pDNA）复合物的电纺明胶垫。首先将pDNA与脂质修饰的聚乙烯亚胺（PEI）进行缩合，以形成包含聚天冬氨酸（pAsp）添加剂的复合物，然后将复合物在明胶溶液中混合后进行电纺。pDNA复合物大小为82 nm，ζ电位为+20 mV，均匀地包裹在纤维直径约150至350 nm的垫子中。基于对人成肌细胞（C2C12）和小鼠成骨细胞（MC3T3-E1）的GFP表达，含pAsp的添加剂复合物在溶液中显示出显著提高的转染活性，将其包封在电纺纤维垫中后，该活性也得以保留。明胶与聚乙二醇的静电纺丝可提高转染效率，这是由于pDNA包封率的增加（约71%）。为了进一步验证基因激活的垫子，编码BMP-2的pDNA在C2C12和MC3T3-E1细胞中显示出强大的碱性磷酸酶（ALP）诱导作用，作为成骨分化的标志。得出的结论是，使用含生物活性的pDNA复合物构建明胶纤维垫是可行的，并且这种纤维垫有助于多种组织的再生修复。
图1.不含（A）和含pDNA复合物（B）的电纺凝胶（PBS:EtOH）纤维垫的SEM图像；不含（C）和含pDNA复合物（D）的凝胶（TFE）纤维垫；不含（E）和含复合物（F）的Gel-PEG50纤维垫（比例尺=2μm）。
图2.含Cy3-pDNA复合物的电纺纤维垫的共聚焦荧光显微镜图像；凝胶（PBS:EtOH）（第一行），凝胶（TFE）（第二行）和凝胶-PEG50（第三行）。所有比例尺均为20μm。
图3.4和8μg pDNA负载的3种不同垫子的pDNA包封效率（A）。在垫子中电纺的游离pDNA、游离pDNA复合物和pDNA复合物的粒径和ζ电位（B）。
图4.C2C12细胞的体外转染。含或不含pAsp添加剂的GFP复合物负载电纺凝胶（PBS:EtOH）转染率的荧光显微镜图像（A）和流式细胞术分析（B）。
图5.MC3T3-E1细胞的体外转染。含或不含pAsp添加剂的GFP复合物负载电纺凝胶（PBS:EtOH）转染率的荧光显微镜图像（A）和流式细胞术分析（B）。
图6.C2C12细胞的体外转染。电纺pDNA复合物负载Gel-PEG纤维垫的荧光显微镜图像（A）和流式细胞术分析（B）。与GFP负载Gel（TFE）垫相比，*p＜0.05。
图7.电纺pDNA复合物负载Gel（PBS:EtOH）和Gel-PEG50纤维垫对（A）C2C12和（B）MC3T3细胞的ALP活性。与未处理的相比，*p＜0.05，与游离BMP-2聚合物相比，＃p＜0.05。
