DOI:10.1039/D0SM00593B
制备具有适当化学、物理和电学性质的支架对于神经细胞粘附和增殖至关重要。最近,对导电聚合物的电刺激已被用于构建功能性神经细胞支架。在此,研究者通过有效的原位聚合法制备了天然聚合物(纤维素)/导电聚合物纳米纤维垫:电纺纤维素(EC)/聚N-乙烯基吡咯(PNVPY)和EC/聚(3-己基噻吩)(P3HT)。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、亲水性、孔隙率和循环伏安法对表面固定化进行了表征。OM和SEM图像表明,PNVPY在EC纳米纤维上形成了聚合物涂层和聚集的纳米颗粒,而P3HT仅产生聚合物涂层。与纯EC垫相比,这两种复合垫都具有增加的厚度、更高的孔隙率和导电性。并且研究发现EC/P3HT的亲水性增加。未分化的PC12细胞的体内细胞相容性表明EC/PNVPY和EC/P3HT支架具有良好的细胞活性、粘附和增殖。此外,电刺激实验的结果表明,EC/P3HT垫比EC和EC/PNVPY垫能有效地促进PC12细胞的增殖。结果表明,导电聚合物修饰的EC/PNVPY和EC/P3HT纳米纤维垫在神经组织工程中具有良好的应用前景。
图1.PNVPY和P3HT在EC纳米纤维垫上原位聚合的示意图。
图2.电刺激装置的示意图。
图3.A和B:EC纳米纤维垫的光学显微镜图像。C和D:EC纳米纤维垫的SEM图像。
图4.A:EC/PNVPY和EC/P3HT纳米纤维垫的外观:1),2),3)所指的NVPY单体浓度分别为0.05 M、0.1 M、0.15 M;4),5),6)所指的3HT单体浓度分别为0.05 M、0.1 M、0.15 M。B和D:具有不同放大率的EC/PNVPY纳米纤维垫的光学图像。C和E:具有不同放大率的EC/P3HT纳米纤维垫的光学图像。F-M:EC/PNVPY(F-1)和EC/P3HT(J-M)的SEM图像。
图5.EC、EC/PNVPY和EC/P3HT纳米纤维支架的FTIR光谱。
图6.A:EC、EC/PNVPY和EC/P3HT支架的厚度。B:通过液体置换法的EC、EC/PNVPY和EC/P3HT支架的孔隙率。C和D:EC、EC/PNVPY和EC/P3HT复合材料表面的动态水接触角(DWCA)值和水滴图像。
图7.A:EC/PNVPY的细胞活力。B:EC/P3HT支架的细胞活力。
图8.A:EC/PNVPY支架上的PC12细胞的荧光图像。B:EC/P3HT上的PC12细胞的荧光图像;C:EC/PNVPY上的细胞数目。D:EC/P3HT上的细胞数目。
图9.A-C:在不同NVPY浓度的EC/PNVPY上PC12细胞的LSCM图像:A:0.05 M;B:0.1 M;C:0.15 M。D-F:在不同3HT浓度的EC/P3HT上PC12细胞的LSCM图像:D:0.05 M;E:0.1 M;F:0.15 M。
图10.在0.1 M PBS中,扫描速度为100 mV s-1时,EC、EC/PNVPY和EC/P3HT纤维垫的循环伏安图。
图11.A:在含0.05 M NVPY的EC和EC/PNVPY支架上培养1、3和5天的PC12细胞的细胞活力。B:在含0.15 M 3HT的EC和EC/P3HT支架上培养1、3和5天的PC12细胞的细胞活力。