DOI:10.1016/j.msec.2020.110939

在这项工作中，开发了一种无喷嘴的静电纺丝设备，以高通量生产具有可调润湿性的丝素蛋白基三元生物相容性复合纤维。合成纤维材料往往表现出次优的细胞生长和增殖，许多研究将这种现象与此类表面的疏水性联系起来。在这项研究中，制备了由聚己内酯与不同形态聚癸二酸甘油酯和再生丝素蛋白混纺而成的电纺垫。这项工作的主要目的是开发具有可变疏水性/亲水性的纤维毡，这具体取决于不同的固化形式和PGS的浓度。采用了一种区别于从家蚕茧中提取丝素蛋白的常规方法的策略，在常规方法所需时间的三分之一内显著提高了蛋白质的产量。可以通过改变复合纤维中PGS的比例和固化时间来调节支架的润湿性。这种三元复合生物材料表现出良好的体外成纤维细胞附着行为和最佳生长，表明这种结构在开发有助于皮肤再生的人造皮肤样平台方面具有巨大的潜力。

图1.丝素蛋白的提取和加工为再生形式。最初，将蚕桑蚕茧切成小块，并在100℃的0.01 M Na2CO3溶液中脱胶30分钟。将脱胶的丝在去离子水中漂洗3次，每次20分钟，然后在室温下干燥过夜。然后，将9.3 M LiBr溶液以1:4 SF:LiBr溶液（w/v）的比例添加到干燥的丝纤维网中，以溶解丝心蛋白。将LiBr-SF溶液在50℃的烤箱中放置4小时。之后，通过将SF-LiBr溶液逐渐滴入纯乙醇中直至其达到1:30 SF-LiBr:EtOH（v/v）的比例来沉淀SF，并在搅拌下保持1小时。随后，通过过滤除去SF残留物，并用超纯水洗涤。纯化的SF在50℃下烘干。将干燥的SF用研钵研磨成粉末，并溶于甲酸/CaCl2中，以使SF的最终浓度为12%（w/v）。

图2.无喷嘴静电纺丝过程的示意图，显示了生产的纤维支架的宏观图和有或无成纤维细胞的纤维的SEM显微照片。

图3.（A）三元SF:PCL:PGS和SF:PCL:pPGS以及（B）二元SF:PGS和SF:pPGS混合物的平均直径值。三元SF:PCL:PGS（C-E）、SF:PCL:（p）PGS（F-H）和二元SF:PGS 2:1（w/w）（I）、SF:（p PGS 2:1（w/w）（J）支架的代表性SEM图像。在32℃下干燥经乙醇处理的电纺垫后，获得图像。比例尺10 µm。

图4.国产无喷嘴静电纺丝设备与商用针型静电纺丝设备之间的生产率比较。 HFIP中PCL 7.5%（w/v）。无喷嘴静电纺丝：60 kV，常规静电纺丝：16 kV（+12/-4，10μL/min），针尖到收集器的距离为15 cm。

图5.在不同的孵育期，PGS组的质量损失百分比。（A）SF:PCL:PGS和（B）SF:PCL:（p）PGS的混合（w/w）比。

图6.水接触角随时间的变化。PCL、二元SF:PGS、SF:pPGS以及三元PCL-主干SF:PGS和SF:pPGS电纺垫。时间间隔为0、5、10、20和30 s。S1：PCL、S2：SF:PGS、S3：SF:pPGS、S4：PCL-主干SF:PGS，S5：PCL-主干SF:pPGS。字母表示三元混合物的比例，其中SF:PCL:（p）PGS的比例为（a）1:0.75:0.25，（b）1:0.50:0.50，（c）1:0.25:0.75。红色箭头（p）PGS和绿色箭头PCL。方括号表示浓度。

图7.（A）SF:PCL:（p）PGS支架的Alamar蓝细胞活力测定。值表示平均值±标准偏差（n=9，p<0.05）。a，b，c-表示显著性差异和相似值（ANOVA）。*-表示仅PCL和三元电纺垫组之间的显著性差异（B）在三元SF:PCL:（p）PGS 1:0.5:0.5电纺支架上HDF-TERT种子形态的SEM图像。比例尺为10μm。