DOI: 10.1007/s10856-020-06479-2

电纺纤维支架能够以可控的方式提供双生长因子递送，在组织工程中具有独特的优势。在这项研究中，作者探索了用于周围神经组织再生的胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）和神经生长因子（NGF）双重递送的纤维双组分支架的形成、结构和特性/性质。通过乳液静电纺丝将GDNF和NGF分别掺入核-壳结构的聚乳酸-乙醇酸共聚物（PLGA）和聚乳酸（PDLLA）纳米纤维中。使用双源双功率静电纺丝技术制备了不同纤维组分比的GDNF/PLGA纤维和NGF/PDLLA纤维双组分支架。系统地研究了单组分和双组分支架的结构、性质和体外释放行为。GDNF和NGF在双组分支架上实现了同步持续释放，释放特性可调。此外，还对其进行了体外生物学研究。结果表明，大鼠嗜铬细胞瘤细胞在所有支架上附着、扩散并增殖。从支架中释放的生长因子可显著改善神经突生长和神经分化。分别从GDNF/PLGA支架和NGF/PDLLA支架中释放的GDNF和NGF可诱导剂量依赖性神经分化。双组分支架释放的GDNF和NGF在促进神经分化方面发挥着协同作用。

图1.静电纺丝纤维和支架的形态和结构。a）单和双组分纤维支架的SEM图像，b）核壳结构的NGF/PDLLA和GDNF/PLGA纤维的TEM图像，不连续的核-壳结构用虚线椭圆表示

图2.具有不同纤维组成比的纤维支架中的平均纤维直径。对于各自的纤维组成比而言，第1组的纤维直径与第2组存在统计学差异。*p<0.05

图3.在42天的释放试验中静电纺丝支架体外释放NGF。a组1，b组2

图4.在42天的释放试验中静电纺丝支架体外释放GDNF。a）组1，b）组2

图5.通过MTT试验评估纤维支架的体外细胞毒性。对于各自的纤维组成比，第1组中的细胞增殖与第2组存在统计学差异。*p<0.05

图6.第1天在共聚焦荧光显微镜下观察不同支架上培养的PC12细胞的形态。a）G1（1:0）支架，b）G1（0:1）支架，c）G1（1:1）支架，d）G1（1:2）支架，e）G1（2:1）支架，f）PLGA支架，g）G2（1:0）支架，h）G2（0:1）支架，i）G2（1:1）支架，j）G2（1:2）支架，k）G2（2:1）支架和l）PDLLA支架

图7.第4天在共聚焦荧光显微镜下观察不同支架上培养的PC12细胞的形态。a）G1（1:0）支架，b）G1（0:1）支架，c）G1（1:1）支架，d）G1（1:2）支架，e）G1（2:1）支架，f）PLGA支架，g）G2（1:0）支架，h）G2（0:1）支架，i）G2（1:1）支架，j）G2（1:2）支架，k）G2（2:1）支架和l）PDLLA支架

图8.第7天在共聚焦荧光显微镜下观察不同支架上培养的PC12细胞的形态。a）G1（1:0）支架，b）G1（0:1）支架，c）G1（1:1）支架，d）G1（1:2）支架，e）G1（2:1）支架，f）PLGA支架，g）G2（1:0）支架，h）G2（0:1）支架，i）G2（1:1）支架，j）G2（1:2）支架，k）G2（2:1）支架和l）PDLLA支架

图9.第1、4和7天在不同支架上培养的PC12细胞的细胞分化，a为G1组，b为G2组。细胞分化在统计学上与PDLLA对照组不同。*p<0.05

图10.第1、4和7天在不同支架上培养的PC12细胞的标准化神经突长度。a）G1组和PLGA，PDLLA对照组，b）G2组和PLGA，PDLLA对照组。神经突突起在统计学上与PDLLA对照组不同。*p<0.05

图11.第1天在SEM下观察不同支架上培养的PC12细胞的形态。a）G1（1:0）支架，b）G1（0:1）支架，c）G1（1:1）支架，d）G1（1:2）支架，e）G1（2:1）支架，f）PLGA支架，g）G2（1:0）支架，h）G2（0:1）支架，i）G2（1:1）支架，j）G2（1:2）支架，k）G2（2:1）支架和l）PDLLA支架

图12.第4天在SEM下观察不同支架上培养的PC12细胞的形态。a）G1（1:0）支架，b）G1（0:1）支架，c）G1（1:1）支架，d）G1（1:2）支架，e）G1（2:1）支架，f）PLGA支架，g）G2（1:0）支架，h）G2（0:1）支架，i）G2（1:1）支架，j）G2（1:2）支架，k）G2（2:1）支架和l）PDLLA支架

图13.第7天在SEM下观察不同支架上培养的PC12细胞的形态。a）G1（1:0）支架，b）G1（0:1）支架，c）G1（1:1）支架，d）G1（1:2）支架，e）G1（2:1）支架，f）PLGA支架，g）G2（1:0）支架，h）G2（0:1）支架，i）G2（1:1）支架，j）G2（1:2）支架，k）G2（2:1）支架和l）PDLLA支架