静电纺丝聚己内酯/Ⅰ型胶原纳米纤维取向性补片用于肩袖修复

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肌腱连接肌肉和骨骼，在应力传递和关节稳定 性方面起着至关重要的作用。然而肌腱组织极易 受到损伤，由于细胞外基质密度高，胶原组织、血管通透性差，其再生倾向较低。组织工程技术的发 展为肌腱再生修复提供了新的途径。

通过组织工程理念设计出一种新型肩袖补片，具有强大的机械强度， 同时可以促进迁延而来的BMSCs以及激活的肌腱干细胞向肌腱细胞分化，为损伤肌腱提供良好微环境，成为临床发展的新方向。

静电纺丝技术制备的PCL/Ⅰ型胶原纳米纤维补片为功能性修复损伤的肩袖带来了新的希望。通过静电纺丝技术制备PCL/I型胶原纳米纤维取向性补片， 对其进行理化表征和生物性能评价，探讨其作为肩袖修复人工合成材料的可行性。

方法

利用静电纺丝技术分别使用质量比10%PCL静电纺丝溶液制备单纯PCL纳米纤维补片(对照组),以及含25%Ⅰ型胶原的PCL混合静电纺丝溶液制备PCL/Ⅰ型胶原纳米纤维补片(实验组)。取两种补片行大体及扫描电镜观察支架形态及微观结构并测量纤维直径和孔隙率,行单轴拉伸试验检测补片的力学性能,使用傅氏转换红外线光谱分析仪对补片成分进行分析,测量补片表面接触角。将两种补片浸提液与第3代兔肌腱干细胞复合培养,细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)法检测材料毒性和细胞增殖情况,以正常培养细胞作为空白对照组;将兔肌腱干细胞复合于两种补片上,体外培养后进行死/活细胞染色,共聚焦激光扫描显微镜下观察细胞在补片上的黏附和活性。结果大体及扫描电镜观察示,两种补片纤维均呈取向性排列,实验组补片纤维直径显著小于对照组(t=26.907,P=0.000),孔隙率显著大于对照组(t=2.506,P=0.032)。实验组补片的纤维拉伸强度和杨氏模量均显著高于对照组,差异有统计学意义(t=3.705,P=0.029;t=4.064,P=0.034)。红外光谱分析示,实验组补片中PCL和Ⅰ型胶原成功混合。实验组补片表面接触角为(73.88±4.97)°,为亲水的;而对照组补片表面接触角为(128.46±5.10)°,为疏水的;两组表面接触角比较差异有统计学意义(t=21.705,P=0.002)。随培养时间延长,各组细胞吸光度(A)值均逐渐增加,各时间点实验组和对照组A值比较差异均无统计学意义(P0.05)。共聚焦激光扫描显微镜观察示,培养兔肌腱干细胞在两种补片表面均可黏附、生长,实验组补片表面黏附的细胞数量多于对照组,且活性更好。

结论

利用静电纺丝技术制备的PCL/Ⅰ型胶原纳米纤维取向性补片具有优良的理化性能及细胞黏附性能,无细胞毒性,未来可作为肩袖修复理想的组织工程补片。

静电纺丝技术的兴起为组织工程支架的构建提供了新的途径。静电纺丝技术能够简单且可控 地将无机分子与高分子材料混合，制作出具有高孔隙率、高比表面积，力学性能可控，模拟人体组织的微纳米级结构，为细胞的黏附提供位点，并有利于细胞与支架材料的相互作用。

许多研究表明， 细胞外基质样纳米纤维具有定制的纳米纤维结构 (直径、取向性或非取向性排列、孔隙大小、孔隙率)、可控降解性和固定化可溶性信号，可提供理 想的细胞刺激信号，促进细胞黏附、增殖、定向分化和组织形成。利用这些优势，静电纺丝纳米纤维被广泛用于骨组织工程、创面敷料、人工血管形成、神经组织再生、药物输送载体和生物分输送等方面。

参考文献: https://www.ixueshu.com/document/035f7dd25a73b911c46ac59efff85959318947a18e7f9386.html

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