DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.05.090

通过对一种新型蛋白共混物SPI/SF的静电纺丝，成功制备了生物相容性大豆分离蛋白/丝素蛋白（SPI/SF）纳米纤维支架。制备的纳米纤维用乙醇蒸汽处理以获得改善的水稳性结构。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）、紫外-可见分光光度法和图像分析对所制备的支架进行表征。观察到SPI/SF电纺纤维的平均直径在71至160 nm之间。当放置在磷酸盐缓冲液、营养培养基和含溶菌酶的溶液中时，发现该支架在室温以及37℃下具有显著的稳定性，且持续时间较长。通过体外培养标准细胞系，即成纤维细胞（L929-RFP（红色荧光蛋白）和NIH-3T3）和黑素细胞（B16F10），评估了所制备支架用于皮肤组织再生的潜力。结果表明，所有制备的纳米纤维支架对正常哺乳动物细胞无毒。另外，在用纳米纤维支架治疗后14天内，大鼠全层伤口的愈合证明了其作为潜在伤口敷料的适用性。有趣的是，研究者发现纳米纤维诱导了B16F10黑色素瘤细胞增殖速率的明显降低。

图1：通过SEM显微照片进行形态分析：（a）100 SPI，（b）制备的具有不同SPI/SF共混物组成的纳米纤维支架，即：100 SF、75/25 SPI/SF、50/50 SPI/SF、25/75 SPI/SF及其各自的纤维取向图。比例尺：1µm。

图2：不同组成的纳米纤维电纺支架的纳米纤维直径分布（a）100 SF（NT）、（b）100 SF（T）、（c）25/75 SPI/SF（NT）、（d）25/75 SPI/SF（T）、（e）50/50 SPI/SF（NT）、（f）50/50 SPI/SF（T）、（g）75/25 SPI/SF（NT）和（h）曲线图描述了通过在SEM显微照片上应用阈值函数分析纳米纤维支架的孔隙率。值表示为平均值±SD（n=5），显著性水平表示为***p<0.05。

图3：（a）SPI/SF（NT）和（b）EtOH蒸汽处理的SPI/SF（T）共混电纺纳米纤维的ATR-IR光谱。（c-g）经EtOH蒸汽处理和未处理的各种SPI/SF共混电纺纳米纤维的ATR-IR光谱比较：100 SPI、100 SF、75/25 SPI/SF、50/50 SPI/SF和25/75 SPI/SF。

图4：该图显示了在室温（25℃）下的磷酸盐缓冲盐水（PBS）中进行乙醇蒸汽处理之前和之后，各种比例的丝素蛋白（SF）和大豆蛋白（SPI）的不同纳米纤维支架的重量增加百分比：（a）50/50 SPI/SF、（b）25/75 SPI/SF、（c）100 SF电纺支架。（d）比较纳米纤维支架的增重百分比。值表示为平均值±SD（n=3），显著性水平表示为***p<0.05。

图5：（a）数字图像，其描述了室温下制备的纳米纤维支架在磷酸盐缓冲液（PBS）中的稳定性，（b）在37℃的PBS中浸泡10天后通过镊子固定的支架的数字图像，（c）和（d）在37℃含溶菌酶的溶液中降解20天后，电纺样品的数字和SEM显微照片，（e）图显示了在37℃含溶菌酶的溶液中浸泡20天后样品的失重百分比。值表示为平均值±SD（n=3）。SEM图像的比例尺为800 nm。

图6：室温（25℃）下在磷酸盐缓冲液（PBS）中乙醇蒸汽处理之前（NT）和（T）之后，不同比例的丝纤蛋白（SF）和大豆蛋白（SPI）的不同纳米纤维支架的透明度。（a）显示视觉透明度的样品数字图像，（b）图表显示通过样品的光透射百分比。比例尺：4 mm。值表示为平均值±SD（n=3）

图7：各种SPI/SF共混电纺纳米纤维经EtOH蒸汽处理（T）和未处理（NT）的热重量分析（TGA）曲线：（a）100 SF、（b）25/75 SPI/SF、（c）50/50 SPI/SF、（d）未处理的样品、（e）已处理的样品。

图8：以上图像代表（a）纳米纤维支架内的（a）L929-RFP（成纤维细胞）和（b）B16-F10（黑素细胞）细胞的培养。左：50/50 SPI/SF，中：25/75 SPI/SF，右：100 SF，持续7天。对于明场、荧光和合并图像，比例尺为100µm。

图9：该图说明了（a）在制备的纳米纤维支架上培养的NIH-3T3（成纤维细胞）细胞的SEM图像，（b）NIH-3T3细胞的细胞存活率百分比和（c）B16-F10细胞在2天和4天的存活率，以及通过MTT分析测定的纳米纤维支架的相容性。（d）相对于大豆分离蛋白（SPI）的比例，比较纳米纤维支架中NIH-3T3细胞和B16-F10细胞的细胞生存力百分比。在MTT测定实验中，将阳性对照第4天培养的吸光度作为所有样品的参照OD。值表示为平均值±SD（n=3），显著性水平表示为***p<0.05。SEM图像的比例尺为20µm。

图10：显示了体内伤口愈合情况：（a）第1、3、8、11和14天全厚度伤口闭合的数码照片，（b）图显示了治疗组和假手术组（未治疗）的伤口面积闭合百分比的比较，（c）和（d）分别为14天后，50/50 SPI/SF（T）和假手术组织切片的H＆E染色图像。值表示为平均值±SD（n=3），显著性水平表示为***p<0.05。比例尺：100µm。