DOI:10.1016/j.msec.2020.111720

开发具有生物相容性的透明三维材料是角膜组织工程的理想选择。受角膜结构的启发，制备了甲基丙烯酰化明胶-聚甲基丙烯酸羟乙酯（GelMA-p（HEMA））复合水凝胶。首先，采用静电纺丝法制备GelMA纤维，随后以N，N'-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂，通过滴铸法在GelMA纤维上覆盖了一层p（HEMA）薄膜。通过分光光度法、显微镜和溶胀研究对所得GelMA-p（HEMA）复合材料的结构进行表征。通过3D细胞培养、红细胞溶血和蛋白质吸附研究（即人血清白蛋白，人免疫球蛋白和蛋清溶菌酶）检验了p（HEMA）和GelMA-p（HEMA）复合材料的生物相容性和生物学特性。结果表明，GelMA-p（HEMA）复合材料在550nm处的透光率约为70％。GelMA-p（HEMA）复合材料与泪液蛋白具有良好的生物相容性，便于细胞粘附和生长。因此，所制备的水凝胶复合材料在角膜组织工程的发展以及角膜基质材料的制备方面具有广阔的应用前景。

图1.样品的制备步骤示意图。

图2.SEM图像显示在11kV下具有不同GelMA浓度的电纺纤维：（a）3％，（b）5％和（c）10％w/v。在不同电压下，恒定GelMA浓度（5％w/v）的电纺纤维：（d）16kV，和（e）20kV。（f）聚合物浓度和（g）电压与纤维直径的关系图。

（h）GelMA纤维膜，（i）GelMA-p（HEMA）复合膜和（j）p（HEMA）膜的横截面SEM图像。

图3.GelMA纤维膜，p（HEMA）和GelMA-p（HEMA）的FTIR光谱。

图4.水凝胶的应力-应变曲线（a），抗张强度（b），杨氏模量（c）和断裂伸长率（d）。p（HEMA）（f）和GelMA-p（HEMA）（g）薄膜的透射率（e）和照片。水凝胶的溶胀度（h）和随时间变化的保水率（i）。

图5.p（HEMA）和GelMAp（HEMA）水凝胶的蛋白质吸附量（a）和溶血活性（b）。

图6.通过AlamarBlue分析评估BCE C/D1b细胞在p（HEMA）和GelMA-p（HEMA）支架上培养1、3、5和7天的代表性增殖曲线（n=3）。

图7.（a）BCE C/D1b细胞在p（HEMA）和GelMA-p（HEMA）支架上培养1、3、5和7天的死活分析，（b）细胞活性图（比例尺=500μm）（绿色：活细胞，红色：死细胞，n=3）