DOI:10.1021/acsmacrolett.0c00515

本文介绍了一种生物医用核壳微纤维的新型构建技术。首先，通过静电纺丝制备了纤维状支架，然后基于s-四嗪（Tz）和反式环辛烯（TCO）之间的快速生物正交反应进行共价逐层沉积。对电纺聚（ε-己内酯）（PCL）支架进行表面修饰以安装四嗪基团。将支架反复浸入TCO修饰透明质酸（HA-TCO）和四嗪修饰透明质酸（HA-Tz）的水溶液中，以控制单微纤维周围交联的HA凝胶的生长。使用TCO偶联RGD肽将整联蛋白结合基序共价附着到微纤维的表面。该支架促进了猪原声带成纤维细胞的附着和生长，但对成肌纤维细胞的表型没有明显诱导作用。转化生长因子β（TGF-β）刺激适度增强了成纤维细胞活化，使用Rho/ROCK信号通路抑制剂Y27632进一步降低了肌纤维母细胞标志物的表达。具有硬PCL核和软HA壳的生物正交组装支架可作为治疗性植入物应用于声带瘢痕的治疗。

图1.（A）四嗪与TCO的连接反应具有生物正交性和空前的速率。在组装cLBL之前，对电纺PCL支架进行表面修饰以安装四嗪基团。水凝胶构件包括HA-Tz、HA-TCO和RGD-TCO。（B）cLBL过程的示意图，以横截面图显示。n：支架暴露于HA浴的次数。

图2.通过紫外-可见（A）和XPS（B）对纤维状PCL/HA支架进行表征。（A）用于HA凝胶组装的HA-Tz浴液的紫外-可见吸收光谱。随着n的增加，在265nm处的吸光度降低，表明从浴液中除去了四嗪类。插图显示HA-Tz浓度与n的函数关系。（B）PCL/HA的XPS全扫描（左）和高分辨率（右）Na 1s和N 1s光谱。与原始PCL相比，PCL/HA表现出特征性的氮峰（来自四嗪）和钠峰（来自HA）。

图3.通过接触角测量（A），SEM（B）和DMA（C）对纤维状PCL/HA支架进行表征。（A）通过液滴法监测表面亲水性的变化。插图显示了在加入蓝色食用染料的水5分钟后支架的外观。（B）SEM分析证实了支架形态不受表面修饰的影响。（C）n=0、2和60的支架表现出相似的杨氏模量，这表明表面修饰不会影响支架的整体性能。

图4.通过共聚焦显微镜对纤维状PCL/HA60支架进行表征。（A）用HABP-生物素/Alexa-Strep（绿色）染色HA壳和用CellTracker红色（红色）染色PCL核，确认了核-壳结构。（B）Cy5-TCO（粉红色）用作RGD-TCO的替代品，以确认肽结合。将PCL芯用Hoechst染色，然后将其伪彩色为绿色，以便于观察。

图5.通过活/死染色表征在纤维状PCL/HA60支架上培养的VFFs。（A）代表性共聚焦图像显示在培养2天、4天和7天后，用钙黄绿素AM染成绿色的活细胞和用乙锭均二聚体染成红色的死细胞。（B）根据培养时间定量活性和增殖。（C）第7天，TGF-β处理对细胞增殖的影响。使用ImageJ基于共聚焦图像定量存活率。细胞增殖表示为归一化至第2天的钙黄绿素阳性区域的倍数变化。使用ImageJ软件基于三个独立的1024×1024μm2共聚焦图像进行定量。*：显著性差异（p<0.05，方差分析）。误差代表三个重复平均值的标准误差。

图6.PCL/HA60上第7天培养的代表性共聚焦图像，分别显示核和F-肌动蛋白染成蓝色和红色。αSMA（A），ED-AFN（B）和纽蛋白（C）染成绿色。白色箭头指示纽蛋白与丝状伪足尖端的F-肌动蛋白纤维重叠的点。