DOI:10.1016/j.ijbiomac.2020.11.010

周围神经损伤是常见的临床问题，通常需要进行手术以重建神经。经证实，组织工程导管对于神经重建至关重要。尽管近年来取得了一些进步，但是仿生人工神经导管的设计和制备仍具有很高的挑战性。因此，本研究旨在设计和制备具有人体神经仿生结构特征的机械可调神经导管，以应用于神经组织工程。在此，研究者采用了包括电流体动力学（EHD）喷射印刷、浸涂和静电纺丝技术的组合方法来制备三层导管。复杂的结构细节首先是通过高分辨率EHD喷射印刷PCL纤维实现的，该纤维具有可调的方向性，作为最内层；然后浸涂明胶水凝胶以形成中间层，最后，用电纺PCL纳米纤维包裹，作为导管的外层。研究了所制备导管的机械性能、孔隙率和生物相容性，并将其与对照进行了比较。这项研究的结果证实了组合方法在制备具有良好神经前体和血管细胞相容性的机械可调三层导管方面具有很大的潜力。

图1.三层导管的制备过程：（a）EHD喷射打印系统示意图；（b）微纤维多孔3D结构的制备；（c）内层和中间层的形成。（d）外层的制备示意图。

图2.所制备的三层导管的宏观和微观形态：（a）三层导管的横截面形态。（b）EHD喷射内层3D多孔结构。印刷支架的分辨率为50-100μm。（b1）EHD喷射印刷定向PCL纤维结构包裹在圆柱上，作为3D多孔结构的内层。（c）用明胶浸涂的中间层。（d）电纺外层纤维。（d1）显示三层结构的导管横截面图像（红色：三层导管的外层；黄色：三层导管的中层；绿色：三层导管的内层）。（e-g）分别为（b-d）的相应SEM显微形态。（h）EHD喷射PCL层的直径分析。（i）相邻的EHD喷射PCL纤维的距离分析。（j）电纺外层纤维的直径分布。

图3.机械性能：（a）EHD印刷结构的拉伸试验；（b）含浸涂明胶水凝胶的EHD印刷结构的拉伸试验；（c）三层导管的拉伸试验；（d）EHD印刷结构、含浸涂明胶的EHD印刷结构和三层导管的代表性应力-应变曲线；（e）EHD印刷结构、含浸涂明胶的EHD印刷结构和三层导管的极限应力和（f）极限应变。

图4.所制备的三层导管的生物相容性和细胞毒性：（a）培养1、3和5天后，在三层导管内表面上的PC-12细胞的活/死细胞荧光图像；培养5天后，三层导管不同层上的HUVECs活性和附着形态：（b-b1）EHD喷射的PCL内层；（c-c1）用明胶浸涂的中间层；（d-d1）电纺PCL外层。培养5天后三层导管的荧光显微图像，细胞核和细胞骨架：（e-e1）三层导管内部横截面的荧光图像；（f-f1）三层导管内表面上的细胞核和细胞骨架；（g-g1）三层导管外层的高倍荧光图像。（h）PC-12细胞和（I）HUVECs培养1天和5天后的CCK-8分析数据（误差棒代表标准偏差（n=6），*p≤0.05的值表示具有统计学显著性）（J）培养1、3和5天后PC-12细胞的CCK-8分析数据与细胞荧光染色实验相对应（误差棒代表标准偏差（n=6），*p≤0.05表示具有统计学显著性）。