DOI:10.1016/j.actbio.2020.11.042
为了提高现有神经导管（NGC）在长间隙周围神经（PN）损伤修复中的性能，需要开发多功能导管填充材料。在这项研究中，通过使用改良的静电纺丝设备制备了基于聚对二氧环己酮（PPDO）生物聚合物和不同浓度碳纳米管（CNTs）的复合纳米纤维纱线（NYs）。经研究证实，CNTs成功掺入复合NYs的PPDO纳米纤维中。与纯PPDO NYs相比，PPDO/CNT NYs具有相似的形态和结构。但是，与PPDO NYs相比，PPDO/CNT NYs表现出明显增强的力学性能和导电性。生物学测试表明，添加CNTs对兔雪旺氏细胞（rSCs）的生长和增殖没有负面影响，且可以更好地保持rSCs的表型。在PPDO/CNT NYs上，电刺激（ES）可显著增强人脂肪间充质干细胞（hADMSCs）向SC样细胞（SCLCs）的分化能力。更重要的是，研究发现ES和化学诱导的独特组合通过显著上调SC髓鞘相关基因标记物的表达水平和增加生长因子的分泌进一步促进了PPDO/CNT NYs上hDOMSC-SCLCs的成熟。总体而言，这项研究表明，该导电PPDO/CNT复合NYs可以为各种细胞活动提供有益的微环境，这也使其成为PN再生应用中NGC填充基质的一个有吸引力的候选材料。
图1.（A）电纺纳米纤维纱线形成装置和纳米纤维纱线制备示意图。（B）通过使用CI、ES及其组合，将hADMSCs分化为SCLCs的实验设计。
图2.三种不同NY材料的SEM图像：（A）PPDO NYs；（B）PPDO/2％CNT NYs；（C）PPDO/5％CNT NYs；比例尺：左图为200μm，右图为20μm。PPDO/CNT纳米纤维的TEM图像：（D）PPDO/2％CNT纳米纤维；（E）PPDO/5％CNT纳米纤维；比例尺=500nm；红色箭头显示CNTs的位置。（F）PPDO NYs、PPDO/2％CNT NYs和PPDO/5％CNT NYs的拉曼光谱；（G）PPDO NYs和两种PPDO/CNT NYs的FTIR光谱；（H）在不使用或使用CNTs的情况下获得的三种不同NY材料的电导率（n=5；带有不同字母的条形表示两组之间存在显著差异，p<0.01）。
图3.PPDO NYs、PPDO/2％CNT NYs和PPDO/5％CNT NYs的力学性能：（A）典型的载荷-伸长曲线；（B）杨氏模量；（C）极限强度；（D）极限应变（n=5；带有不同字母的条形表示两组之间存在显著差异，p<0.05）。
图4.（A）在培养的14天中，接种在PPDO NYs、PPDO/2％CNT NYs和PPDO/5％CNT NYs上的rSCs的代表性活/死染色图像；比例尺=100μm。（B）对接种在PPDO NYs、PPDO/2％CNT NYs和PPDO/5％CNT NYs上的rSCs进行14天培养的MTT分析（n=5；**代表两组之间存在显著差异，p<0.01）。
图5.（A）培养14天后，对PPDO NYs、PPDO/2％CNT NYs和PPDO/5％CNT NYs上的rSCs的S100B（绿色）和细胞核（蓝色）进行IF染色；比例尺=50μm。（B）培养14天后，对三种不同NY材料上接种的rSCs的S100B、GFAP、SOX10、NGFR、NCAM1、FABP7、MBP和MPZ mRNA表达进行QRT-PCR分析。相对表达以标准化的18S mRNA和相对于接种在PPDO NY束上的rSCs表示（n=3；带有不同字母的条形表示两组之间存在显著差异，p<0.05）。
图6.（A）在培养的7天中，以0-100 mV/mm的不同电位进行ES处理，接种在2D基底上的rSCs的代表性活/死染色图像；比例尺=100μm。（B）在培养的7天中，以0-100 mV/mm的不同电位进行ES处理下，接种在玻璃基板上的rSCs的S100B、GFAP、SOX10、NCAM1、FABP7、MBP和MPZ mRNA表达的QRT-PCR分析。相对表达以标准化的18Sm RNA和相对于接种在玻璃基板上且未刺激的rSCs表示（n=3；带有不同字母的条形表示两组之间存在显著差异，p<0.05）。
图7.（A）培养14天后，对接种在PPDO/5％CNT NYs上经不同处理（包括GM，ES，ES和CI组合）的hADMSCs的S100B（红色），MBP（绿色）和细胞核（蓝色）进行IF染色；比例尺=100μm。（B）培养14天后，对接种在PPDO/5％CNT NYs上经不同处理（包括GM，ES，ES和CI组合）的hADMSCs的S100B、GFAP、SOX10、FABP7、MBP和MPZm RNA表达进行QRT-PCR分析。相对表达以标准化的18S mRNA以及相对于接种在PPDO/5％CNT NYs上并在GM中培养的hADMSCs表示（n=3；带有不同字母的条形表示两组之间存在显著差异，p<0.05）。
图8.GM、ES、CI和ES+CI组中hADMSC-SCLCs的生长因子分泌。（A）人类生长因子阵列分析的代表性图像。（B）具有统计学差异的分泌性生长因子的半定量分析。每种靶向生长因子的相对表达以相同阵列上标准化的阳性对照和相对于GM组中的hADMSC-SCLCs表示（n=4；@：与GM和ES组相比，p<0.05；#：与GM和ES组相比，p<0.01；$：与GM和ES组相比，p<0.001；％：与GM、ES和CI组相比，p<0.05；^：与CI组相比，p<0.05）。
