电纺纳米纤维是细胞粘附和增殖的良好底物,将纳米纤维作为可注射的支架将扩大其在非侵入性手术中的使用。由于其可以降低感染风险,防止出血过多和降低疤痕形成,因此较少侵入性和创伤性手术技术越来越受欢迎。纳米纤维作为可注射支架具有提高恢复的潜力,同时也可以降低手术风险。
几项研究表明,当将电纺丝纤维加入水凝胶中时,细胞反应良好。Baylan等(2013)发现当把电纺聚己内酯纳米纤维加入到胶原溶液中并用MC3T3-E1(预成骨细胞)接种时,在SEM下观察到添加了6w/v%PCL纳米纤维的胶原纤维最薄,为500纳米;而没有添加纳米纤维的胶原纤维为5毫米。与纯胶原蛋白和添加1w/v%PCL纳米纤维相比,添加6 w/v%PCL纳米纤维的胶原蛋白溶液的支架收缩率也最低,矿物质分泌量最大。
研究人员提出了使用电纺纤维作为可注射材料的各种方法,例如,电纺纤维掺入水凝胶或糊剂中以用作可注射的支架。纤维被切成短纤维或者原样用于混合,可以使用短纤维代替初生膜,以保持可注射材料的良好流动性。将初生纤维转化为短纤维的方法有多种,最基本的方法是物理切割法[Jiang et al 2013]和研磨法,其他方法如分子键的化学切割[Kim et al 2008]也被使用。
除了单独的短纤维之外,还可以将电纺膜切成小块或薄片以混合成水凝胶或粘合剂,这在三维脚手架的构建中得到证实,但它也可以用于注射式脚手架。与短纤维相比,这种形式的纤维更容易获得。Bao等(2011)将电纺聚(D,L-丙交酯 - 共-乙交酯)(PLGA)膜切成尺寸为3mm×3mm的小片,将这些小片纤维膜与磷酸钙骨水泥(CPC)粉末和壳聚糖乳酸盐混合以形成可注射糊剂。对于可通过10号针头注射的纤维填充糊剂,纤维体积分数不能超过10%。与纯CPC相比,含有10%纤维的CPC支架上培养的hUCMSC显示ALP,OC,胶原表达和矿化增加。
静电纺丝支架也可以不切成小片或短链,而直接与水凝胶混合,关键的问题是实现可以通过小直径的电纺丝纤维,这通常在混合物中使用低体积的纤维,使得在混合和注射期间纤维之间发生更少的缠结。静电纺丝过程如超声波处理已成功用于打开静电纺纤维支架体积,这将有助于与水凝胶混合。Baylan等(2013)在胶原溶液中仅使用6 w/v%PCL纳米纤维,较少的添加量足以显著减少支架收缩并诱导有利的细胞反应。