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广东工业大学汤亚东Mater. Sci. Eng. C:结合熔体静电纺丝和溶液静电纺丝制备骨再生用PCL/明胶分层支架及其体外评估

 
发布日期:2021-08-31     来源:永康乐业
 

DOI: 10.1016/j.msec.2021.112287

 

作为一种新兴的3D打印技术,熔体静电纺丝(MEW)已被用于制造具有可控结构和良好机械强度的骨再生支架。然而,如何进一步改善具有纳米级细胞外基质(ECM)模拟结构和生物活性的MEW支架仍然具有挑战性。本研究提出了一种简单的复合工艺,结合MEW和溶液静电纺丝(SE)来制备用于骨组织工程的微/纳米分层支架。形态学结果证实了这种分层结构既具有清晰的MEW微纤维网格结构,又存在SE随机纳米纤维形态。明胶纳米纤维的加入使支架具有亲水性,机械强度略有增强。与PCL MEW支架相比,MEW/SE复合支架实现了更高的细胞粘附率、改善的细胞增殖和骨诱导能力。最后,通过交替堆叠MEW层和SE层制备了多层复合支架,用于评估其对支架中细胞长入的影响。结果表明,明胶纳米纤维并没有抑制细胞渗透,而是促进了骨细胞的三维生长。因此,MEW和SE联合应用的策略是制备微/纳米分层支架以改善骨再生的潜在方法。

 

 

1.结合SE和MEW制备PCL/明胶分层支架的示意图。


 

2.PCL/明胶复合支架的SEM图像和尺寸分析。(A)P/G-100支架的SEM图像;(B)P/G-200支架的SEM图像;(C)P/G-400支架的SEM图像;(D)支架中PCL微纤维的直径分布;(E)P/G-100中PCL微纤维的间距分布;(F)P/G-200中PCL微纤维的间距分布;(G)P/G-400中PCL微纤维的间距分布;(H)交联前支架中明胶纳米纤维的SEM图像;(I)交联后支架中明胶纳米纤维的SEM图像;(J)支架中明胶纳米纤维的直径分布;(K)交联前后明胶纳米纤维的孔隙率。


 

3.明胶纳米纤维、具有不同PCL微纤维间距的PCL MEW支架和PCL/明胶复合支架的水接触角。


 

4.明胶纳米纤维、具有不同PCL微纤维间距的PCL MEW支架和PCL/明胶复合支架的拉伸应力-应变曲线。