DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2021.01.036

大面积骨缺损的治疗和修复仍然是临床治疗的主要挑战。由静电纺丝技术制备的纳米纤维支架因其良好的性能而成为一种通用的骨再生方法。然而，传统的二维（2D）纳米纤维垫通常过于致密，可能会阻碍细胞的浸润和生长，从而限制了其实际应用。本研究开发了一种三维（3D）聚己内酯纳米纤维支架，并通过生物矿化和丝素蛋白涂层对其进行修饰。这种支架具有平行排列的纳米纤维表面，模仿了天然骨组织中原纤维的平行结构。此外，还研究了所制备的径向或横向互连大通道，以阐明支架结构对骨再生的影响。体外研究表明，该支架可以引导细胞排列，而径向对齐的支架显示出更强的促进细胞增殖的能力。体内结果表明，径向对齐的支架可以引导组织的排列和重塑，并支持骨组织的快速再生。因此，具有径向互连大通道和定向纳米纤维的3D矿化聚己内酯纳米纤维支架有望用于组织工程，包括骨缺损、软骨或其他复合组织的修复。

图1.（A）示意图显示了制备3D径向对齐纳米纤维支架的过程。（B）在大鼠颅骨缺损模型上研究骨再生支架的应用。

图2.径向和横向对齐支架的形态观察。（A，B）径向和侧向对齐支架的俯视图和侧视图。（C）径向和垂直对齐支架形状不同。（D）径向对齐支架的顶部和侧面SEM图像。（E）横向对齐支架的顶部和侧面SEM图像。双箭头指示纳米纤维排列。

图3.组成和结构的表征。（A）PCL、m-PCL和s-m-PCL的SEM图像和EDS光谱。（B）s-m-PCL的EDS映射分析。（C）PCL、m-PCL和s-m-PCL的FTIR光谱。（D）PCL、m-PCL和s-m-PCL的XRD图谱。（E）PCL、m-PCL和s-m-PCL的水接触角图像。（F）PCL、m-PCL和s-m-PCL的压缩应力-应变曲线。

图4.BMSCs在RASs和LASs上增殖。（A，B）显示RASs和LASs的示意图。（C）接种1、3和5天后，RASs和LASs上BMSCs的分布和形态。（D）用PCL、m-PCL和s-m-PCL的提取物培养1、3和5天后，通过CCK-8测定法评估BMSC的增殖。（E）接种1、3和5天后BMSC增殖的定量分析。数据表示为平均值±SD（n=3）。（*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001；ns，无显著性）。

图5.利用临界尺寸缺损对RASs和LASs进行体内评估。（A，C）第4周和第12周缺损区域的三维重建和（B，D）冠状截面分析（黑色圆圈：缺损区域）。对照组、RASs组和LASs组再生骨中（E）BV/TV和（F）BS值的定量分析。数据表示为平均值±SD（n=3）。（*P<0.05，**P<0.01，***P<0.001；ns，无显著性）。

图6.植入4周和12周后支架的组织学分析。（A）三组的H&E染色，（B）Masson三色染色，以及高倍率图像。NB表示新生骨（NB）。红色箭头代表新生血管。