DOI:10.1016/j.apsusc.2020.148335

为了高度模拟软骨细胞的细胞外基质，本研究采用了静电纺丝和逐层（LBL）自组装技术。选择具有良好力学性能的聚己内酯（PCL）作为基质，同时将具有软骨保护性能的D-氨基葡萄糖硫酸盐（GAS）和I型胶原（COL）涂覆在PCL纳米纤维表面上。形态学、化学和物理研究表明，经LBL药物处理后，GAS/COL成功沉积，力学性能和表面亲水性均得到了明显改善。经证实，GAS/COL的释放是缓慢且可持续的。此外，CCK-8检测和细胞形态学观察表明，LBL结构的纤维垫更适合大鼠关节软骨细胞（rACs）的粘附和增殖，而实时定量聚合酶链反应分析和糖胺聚糖（GAG）生成量的测定表明，GAS/COL的加入上调了rACs中的葡萄糖醛酸转移酶I（GlcAT-I）基因表达和GAG含量。此外，LBL结构垫诱导了IL-1β诱导rACs中GlcAT-1的表达，并降低了白细胞介素-1β（IL-1β）和基质金属蛋白酶13（MMP13）的表达。此外，SCID小鼠皮下模型进一步证实了GAS/COL修饰PCL垫可促进rACs的GAG生成和II型胶原表达。

图1.PCL和具有不同双层的LBL改性膜的FE-SEM图像以及纳米纤维直径分布。

图2.（a）不同原材料和不同纳米纤维垫的FT-IR光谱；（b）PCL垫和LBL结构垫的XRD图谱；（c）PCL、LBL0.5、LBL10和LBL15.5的XPS宽扫描；（d）N1s的窄扫描，以及LBL0.5、LBL10和LBL15.5的曲线拟合。

图3.（a）PCL垫和LBL改性垫的机械强度，（b）代表性应力-应变行为，（c）水接触角。误差棒表示标准偏差（n=3）。

图4.（a）不同样品中氨基的每日释放曲线，（b）从第5天到第10天，不同样品中氨基累积释放的显色反应的光学照片。

图5.（a，b）接种在PCL垫和LBL改性垫上的rACs的细胞活性结果和（c）代表性FE-SEM图像。

图6.（a，b）第3天和第7天接种在不同垫子上的rACs的GlcAT-1表达；（c，d）第7天和第14天接种在不同垫子上的rACs的GAG含量。

图7.（a，b）用IL-1β处理后12h和48h，接种在不同垫子上的rACs的GlcAT-1表达；（c，d）用IL-1β处理后0h、12h和48h，rACs的IL-1和MMP-13表达。

图8.代表组的II型胶原蛋白的阿尔辛蓝色染色图像和免疫组化染色图像。