DOI: 10.1021/acsami.9b18614

在当前的研究中，研究者检测了新型定向性旋转纺丝聚己内酯（PCL）纳米纤维对神经干细胞（NSCs）增殖的影响。以直径和排列方式相似的电纺PCL纳米纤维为对照。共聚焦显微镜图像显示神经干细胞在支架上生长和分化长达8天。神经突起定量分析显示，在含牛血清白蛋白的旋转纺丝纤维上培养的神经干细胞8天后可促进神经元特异性Ⅲ类β-微管蛋白的表达。更重要的是，在定向性旋转纺丝PCL纤维上生长的NSCs沿纤维方向呈双极性伸长，而在定向性电纺PCL纤维上生长的NSCs呈多极性伸长。用x射线衍射分析了PCL纳米纤维的结构特征，结果表明，旋转纺丝纤维的结晶度和弹性模量明显高于电纺纤维。这些发现表明，排列整齐且坚硬的旋转纺丝纳米纤维支架显示出相当大的神经损伤修复潜力。

图1.旋转纺丝设置：（a）圆盘以可控的纺丝速率旋转，圆盘上的棒靠近聚合物液滴，（b）当圆盘旋转时，棒的尖端接触聚合物液滴，（c）棒与聚合物液滴之间的连续机械力拉伸聚合物液滴，形成液桥，（d）溶剂蒸发，纤维聚集在中心的收集器周围。

图2.纳米纤维的制备及其表征。（a）通过静电纺丝和旋转纺丝制备的定向性PCL纳米纤维的SEM图像。（b）XRD图描述了通过旋转纺丝和电纺丝制备的PCL纤维的结晶度。散射强度I（Q）随散射角2θ的变化。（c）旋转纺丝PCL纤维和（d）电纺PCL纤维的（110）峰值的高斯曲线。（e）电纺丝和旋转纺丝纤维的微晶尺寸。ES=静电纺丝纤维；TS=旋转纺丝纤维。

图3.纳米纤维的机械和表面性质。（a）电纺丝和（b）旋转纺丝PCL纳米纤维的应力-应变曲线。（c）PCL纳米纤维的杨氏模量值。数据是平均值±平均值的标准误差。n=4；**与电纺纤维相比，p<0.01。（d）与玻璃相比，旋转纺丝PCL纤维的接触角。数据是平均值±平均值的标准误差；n=4。

图4.PCL纳米纤维上NSC的增长。（a）培养4小时后NSC在不同基质上的粘附力。数据是平均值±平均值的标准误差；与玻璃相比，n=9，*p<0.05。（b）培养7天后，玻璃、电纺纤维、带BSA的电纺纤维、旋转纺丝纤维，带BSA的旋转纺丝纤维增强的NSC增殖。数据为平均值±平均值的标准误差，n=9；与第1天的玻璃相比，*p<0.05，与第7天的玻璃相比，***p<0.001。

图5.NSC在PCL纳米纤维上附着和扩散的共聚焦显微镜图像。（a）用TUJ1（红色）对电纺纤维和旋转纺丝纤维进行染色。使用带有NeuriteTracer插件的ImageJ追踪相关的神经突生长。相应的（b）电纺PCL纤维和（c）旋转纺丝纤维上的轴突角分布。PCL纳米纤维与轴突之间的夹角显示为<5，5-30°、30-55°、55-80°、>80°。N=6。

图6.第4天NSC的早期分化。（a）分化4天后，在不同基底上对NSC的TUJ1（红色）和DAPI（蓝色）进行免疫化学染色。（b）NSC接种在不同基底上的TUJ1相对表达。（c）第4天每个核中TUJ1细胞百分比的量化。数据是平均值±平均值的标准误差，n=6；与玻璃相比，**p<0.01。比例尺=200μm。ES=静电纺丝纤维；TS=旋转纺丝纤维。

图7.第8天NSC的早期分化。（a）分化8天后，在不同基底上的TUJ1（红色）和DAPI（蓝色）的免疫化学染色。（b）和（c）分别在电纺丝和旋转纺丝纤维上的TUJ1和DAPI的高倍放大图像。（d）NSC接种在不同基底上的TUJ1相对表达。（e）第8天每个核中TUJ1细胞百分比的量化。数据是平均值±平均值的标准误差，n=6；*p<0.05。比例尺=200μm。ES=静电纺纤维；TS=旋转纺丝纤维。