DOI: 10.1039/D0TB00972E

研究者开发了具有改善的机械性能和增强的温度调节细胞分离性能的热响应型超细纤维。使用不同比例的聚（4-乙烯基苄基氯）（PVBC）-聚（甲基丙烯酸正丁酯）（PBMA）混合材料进行静电纺丝制备超细纤维基材。尽管直径与PVBC均纤维的直径相似，但是由于PBMA的Tg低，共混聚合物超细纤维表现出优异的非脆性机械性能。这些共混聚合物超细纤维能够制成薄而致密的纤维垫，在细胞分离的实验处理中表现出色。通过表面引发的原子转移自由基聚合法，从共混聚合物超细纤维基材中的PVBC起始位点接枝聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PIPAAm）刷。PVBC:PBMA比例为25:75的超细纤维具有合理数量的起始位点和优异的机械性能。25:75共混物基材的PIPAAm刷涂超细纤维在润湿性和细胞分离方面都具有温度调节功能。在正常的人真皮成纤维细胞（NHDFs）、人脐静脉内皮细胞（HUVECs）和人骨骼肌成肌细胞（HSMMs）中，HUVEC细胞在37℃时对纤维的粘附力很差，在初始步骤中将它们与粘附的NHDF和HSMM细胞分离。将温度降低至20℃，NHDF细胞明显分离，从而使其与HSMM细胞分离。与PIPAAm刷涂PVBC均聚物超细纤维相比，在富含热敏性PBMA的共混聚合物超细纤维中，细胞分离功能得到了增强，这可能是由于PBMA的性能和中等密度的PIPAAm刷所致。因此，所开发的微纤维可用于温度调节的细胞分离系统。

图1.示意图显示（A）热响应型超细纤维的制备和（B）细胞分离过程。

图2.PVBC和PBMA均聚物和共混聚合物超细纤维的SEM图，两者比例为100:0（A）、75:25（B）、50:50（C）、25:75（D）和0:100（E）。（1）低倍率图像，（2）高倍率图像和（3）横截面图像。（A-3）和（B-3）中的箭头表示从纤维毡突出的纤维。

图3.具有各种聚合物成分的超细纤维垫的机械性能。（A）拉伸强度，（B）杨氏模量和（C）应变能（**p<0.01；*p<0.05；n.s.表示p>0.05时差异不显著，n=3）。

图4.浸入ATRP反应溶剂后的纤维形态。溶剂混合物甲醇:水为（A）100:0、（B）80:20、（C）50:50、（D）20:80和（E）0：100。（1）低倍率图像和（2）高倍率图像。

图5.在静滴法中对PIPAAm改性之前（A）和之后（B）的超细纤维进行接触角测量。

图6.PIPAAm修饰的超细纤维上的细胞形态。（A）HUVEC、（B）NHDF和（C）HSMM细胞。红色：F-肌动蛋白，蓝色：核。由于自发荧光，在微弱的蓝色背景下观察到超细纤维。左列（37℃）的图像显示在37℃孵育3小时后的细胞。在37℃孵育3小时，在20℃孵育1小时后，获得右列（20℃）的图像。

图7.在PIPAAm修饰的超细纤维上粘附细胞的百分比。（A）HUVEC、（B）NHDF和（C）HSMM细胞。37℃：在37℃孵育3小时后，20℃：在37℃孵育3小时后，再以20℃孵育1小时。（**p<0.01；n.s.表示在p>0.05时差异不显著，n=3）。

图8.使用PIPAAm修饰的超细纤维进行细胞分离。（A）细胞悬浮混合物在超细纤维上的荧光图像。红色：HUVEC，绿色：NHDF和蓝色：HSMM细胞。（B）粘附在超细纤维上的细胞比例。（C）显示使用热响应型超细纤维进行温度调节细胞分离的图示。（**p<0.01，n.s.表示p>0.05时差异不显著；n=3）。