DOI:10.1016/j.eurpolymj.2020.109838

支持细胞生长的材料在再生医学应用中的可用性是有限的。本文旨在改善内皮纤维（HUVEC）和成纤维细胞在不同纤维直径的电纺聚己内酯（PCL）垫上以及在用乙酸和甲酸的混合溶剂静电纺制备的PCL和丝素蛋白（PCL/SF）共混纤维上的附着和生长。以两种不同的平均纤维直径，即微米和纳米级，制备了PCL垫。对静电纺丝方法进行了优化，以制备PCL/SF混合纤维。比较了在不同纤维尺寸和组成的垫子上二维培养的HUVEC和成纤维细胞的形态（F-肌动蛋白）、活力（钙蛋白）和代谢活性（WST-8分析）。随后，制备了柱状PCL/SF支架，并使用3D径向磁性细胞接种技术在其中植入细胞。与PCL超细纤维相比，PCL纳米纤维和PCL/SF纳米纤维为初始细胞粘附（第1天）提供了更好的支持。第7天，在PCL/SF垫上观察到HUVEC和成纤维细胞的最高代谢活性。显微镜研究证实，第7天观察到PCL/SF对细胞生长的最佳支持。使用磁性纳米颗粒和3D径向磁性细胞接种技术成功地定植了管状PCL/SF支架。综上所述，通过将SF与PCL混合而获得的纤维结合了PCL的机械优势与SF改善的生物学功能。电纺PCL/SF纳米纤维是一种很有前途的材料，既可以制备扁平结构又可以产生3D结构，具有增强细胞附着和组织再生的潜力。

图1.浸入甲醇溶液之前（A）和之后（B）的纯SF电纺纤维的SEM显微照片。放大倍率：20000x，比例尺2µm。

图2.PCL微米、PCL纳米和PCL/SF混合电纺纤维的SEM显微照片。右侧显示了PCL纳米和PCL/SF的高倍显微照片，而PCL纳米则显示了较低放大倍率的图像。

图3.电纺纤维PCL/SF共混物在浸入甲醇之前（A）和之后（B）的SEM显微照片。

图4.浸入甲醇后的纯PCL、PCL/SF共混物和PCL/SF电纺纤维的ATR-FTIR光谱。

图5.接种在三种不同基质上的成纤维细胞的微观评估：PCL微米、PCL纳米或PCL/SF（如图所示）。用罗丹明鬼笔环肽（肌动蛋白细胞骨架，红色）对细胞染色，并用DAPI观察细胞核，以绿色显示。显示在播种后第1天、第3天和第7天以20x物镜放大拍摄的n=3个独立实验的示例图像；n=3个独立实验。比例尺：100µm

图6.在播种后第1天（A，C）和第7天（B，D），成纤维细胞播种的PCL/SF电纺纤维的SEM显微照片。放大倍率：1000x（A，B）和5000x（C，D）。

图7.1、3和7天后，接种在PCL微米、PCL纳米和PCL/SF上的成纤维细胞的代谢活性。n=3个独立细胞制备物和一式六份样品的平均值±SD。在所有测试时间点观察到PCL纳米和PCL微米之间（***P<0.001）存在显著性差异，在第3天和第7天观察到PCL/SF和PCL微米之间（***P<0.001）存在显著性差异，PCL/SF和PCL纳米之间（#P<0.05在第1天；###P<0.001在第3天和第7天）存在显著性差异。

图8.播种在三种不同基质上的HUVEC的微观评估：PCL微米、PCL纳米或PCL/SF（如图所示）。用罗丹明鬼笔环肽（肌动蛋白细胞骨架，红色）对细胞染色，并用DAPI（假绿色）观察细胞核。显示在播种后第1天、第3天和第7天以20x物镜拍摄的n=3个独立实验的示例图像；n=3个独立实验。比例尺：100µm

图9.1、3和7天后，接种在PCL微米、PCL纳米和PCL/SF上的HUVEC的代谢活性。n=3个独立细胞制备物和一式六份样品的平均值±SD。在所有测试时间点均观察到PCL/SF和PCL微米之间存在统计学上的显著性差异（***P<0.001）；第1天在PCL纳米和PCL微米之间（***P<0.001），第3天在PCL/SF和PCL纳米之间（#P<0.05）存在显著性差异。

图10.播种后1天（A）和7天（B），HUVEC播种PCL/SF电纺纤维的SEM显微照片，放大倍率：1000x和5000x。

图11.在管状PCL/SF支架上接种磁性细胞。用SPIONs负载细胞，然后将其磁性接种到透明管中以评估疗效。（A）电纺PCL/SF支架的宏观图像（内径6毫米）；（B）显示在用HUVEC接种后第7天的PCL/SF 3D管状支架的光学显微镜图像，及（C）其横截面SEM显微照片。（D）第1天和第7天用HUVEC进行支架定植的显微镜评估。将细胞用鬼笔环肽（肌动蛋白细胞骨架，红色）染色，并用DAPI观察细胞核（细胞核，绿色）。（E）用磁性标记的HUVEC和成纤维细胞定殖支架。播种后第1天和第7天，使用抗CD31抗体检测附着的HUVEC，并用DAPI观察所有细胞核。