DOI:10.1016/j.jiec.2020.11.001
近年来,人们采取了各式各样的方法以成功地再生组织或器官。其中一种方法是设计可模拟组织和器官自然环境的生物工程支架。本研究旨在探讨由静电纺丝工艺制备的嵌入骨脱细胞外基质(bdECM)的PCL基纤维支架的功效。众所周知,电纺纤维可模仿天然ECM的结构,而bdECM可为人间充质干细胞的粘附和分化提供丰富的环境。研究发现,bdECM颗粒对支架的表面特性,如润湿性、吸水性和表面粗糙度有着很大的影响。此外,深入研究了bdECM含量对细胞粘附的影响。结果表明,支架中bdECM含量增加,细胞粘附和增殖增强。此外,ALP活性、钙沉积和基因表达结果表明,bdECM颗粒对成骨分化具有显著影响。本研究证实了bdECM/PCL支架的可行性,该支架可以作为一种潜在的生物医用硬组织再生装置。
图1.使用静电纺丝法制备PCL/bdECM支架。
图2.(a)支架的SEM和WGA染色图像。(b)支架的纤维直径结果。(c)支架的FTIR和(d)TGA结果。
图3.拉伸试验结果包括(a)应力-应变曲线和(b)杨氏模量/最大应力。(c)支架的接触角测量和(d)吸水能力结果。(e)支架的激光共聚焦图像和相应的(f)表面粗糙度结果。
图4.(a)细胞培养4小时后的细胞接种效率。(b)24小时后支架上细胞的SEM图像。(c)24小时后细胞覆盖的总面积。(d)培养1、3、5和7天后的MTT测定结果,(e)每个培养期(A,B和C)支架的细胞增殖速率。
图5.(a)细胞粘附相关蛋白的蛋白质印迹结果。(b)hMSCs在PDE3支架上的细胞粘附机制。
图6.(a)细胞培养21天后的ALP和ARS染色结果。7、14和21天后,支架上细胞的相对(b)ALP活性和(c)矿化作用。(白色箭头表示矿化的结节)。(d)图示显示了hMSCs从生长到分化的四个阶段。7、14和21天后,(e)BMP-2,(f)COL1A1,(g)OCN和(h)OPN的基因表达结果。