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Adv. Eng. Mater.:可促进软骨再生的电纺混合纤维状聚环氧乙烷(PEO):聚己内酯(PCL)

2020-04-29   易丝帮

DOI: 10.1002/adem.202000131

纤维状支架可以用来模拟软骨细胞外基质的结构,以通过优化利用这类支架和软骨形成细胞实现软骨再生。在这项研究中,通过对聚环氧乙烷(PEO)和聚己内酯(PCL)的混合物进行静电纺丝制备了不同类型的纤维结构,并研究了所制备纤维毡的理化特性。PEO用量影响共混纤维的亲水性、生物降解性和机械性能。为了评估支架的细胞毒性和生物相容性以及纤维取向的影响,使用软骨细胞系(ATDC5)进行了体外细胞培养研究。结果显示所制备的纤维结构没有细胞毒性。这项工作为软骨组织工程提供了一种有潜力的纤维支架技术。

 

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图1.A)通过电纺制备随机和定向纤维的过程示意图;B)用于细胞培养的样品制备示意图。


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图2.随机(B1和D1)和定向(B2和D2)纤维的SEM图像,纤维的数字照片(E)以及纤维直径(A1,2和C1,2)和取向分布(A3和C3)图。


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图3.不同比例的PEO:PCL共混纤维支架以及纯PCL和PEO的FTIR光谱。


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图4.A)不同类型PEO:PCL共混支架的孔隙率(***P<0.01,**P<0.05);B)不同纤维结构的代表性应力-应变曲线;C)不同比例的PEO:PCL共混纤维支架的DSC加热曲线;D)PCL和不同PEO:PCL共混垫表面上的水接触角。


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图5.在37℃下,纤维支架在PBS中(A:PEO:PCL/30:70和B:PEO:PCL/50:50)2天和7天前后的SEM图像;C)显示在PBS中PEO:PCL纤维支架的质量损失百分比与时间的函数关系;D)比较在37℃下,电纺纤维在PBS中降解2天和7天前后的ATR-FTIR光谱。


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图6.比较(A)70%乙醇,(B)和(C)紫外线消毒(B:PEO:PCL/30:70和C:PEO:PCL/50:50)消毒前后的电纺纤维的SEM图像;D)比较紫外线处理前后纤维的ATR-FTIR光谱。


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图7.A)在不同PEO:PCL纤维支架上的ATDC5细胞1和7天的WST-8活力和增殖测定,按参照培养基的吸光度进行了标准化(****P<0.001,***P<0.01,**P<0.05,*P<0.2);B-E)接种在不同类型纤维上的ATDC5细胞系的共聚焦显微镜图像:B)PEO:PCL/30:70定向纤维,C)PEO:PCL/30:70随机纤维,D)PEO:PCL/50:50,E)PEO:PCL/50:50随机纤维,用DAPI(1)和钙黄绿素AM(2)染色并且合并(3);F-G)附着在不同纤维支架上的ATDC5细胞的SEM图像:(F)PEO:PCL/30:70(1)定向,(2)随机和(G)PEO:PCL/50:50(1)定向,(2)随机。


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