DOI:10.1016/j.polymer.2020.123313

本研究分别探讨了纤维素纳米纤维（CNF）和改性乙酰化纤维素纳米纤维（ACNF）对聚（ε-己内酯）（PCL）/明胶（Gel）电纺纳米纤维支架的力学、物理和生物学特性的有效作用。值得注意的是，填料种类和含量对支架的力学性能和生物学特性有着很大的影响。虽然，通过添加2wt％ACNF，由于ACNF分散均匀，PCL/Gel的极限拉伸强度（UTS）从2.5±0.1MPa提高到4.3±0.1MPa，但PCL/Gel支架的降解速率降低了约1.66倍。此外，杂化支架与成纤维细胞之间相互作用的研究表明，将ACNF掺入支架中不仅无细胞毒性，而且还促进了细胞增殖。总之，ACNFs增强PCL/Gel纳米复合材料支架在软组织工程中显示出极好的应用前景。

图1.示意图显示杂化支架的制备：含ACNF和CNF的PCL/Gel悬浮液的制备：（A）通过乙酸酐、甲烷磺酸和AA制备ACNF悬浮液，（B）静电纺丝工艺，（C）纤维素纤维改性为醋酸纤维素的反应示意图。

图2.样品的结构和化学性质：（A）ACNF和CNF的FTIR光谱。（B，C）添加ACNF和CNF对PCL/Gel溶液的粘度和电导率的影响（所有溶液均由0、1、2％ACNF和1、2％CNF的PCL/Gel制成）：（B）溶液的电导率（*P<0.05），以及（C）溶液的粘度（*P<0.05）。

图3.（A）具有不同CNF和ACNF含量的PCL/Gel纳米复合材料的SEM图像，（B）电纺样品的平均纤维直径条形图，以及（C）电纺垫的平均孔隙率。

图4.由ACNF和CNF组成的PCL/Gel纳米复合材料的力学性能：（A，B）在干燥和潮湿条件下的典型应力-应变曲线，（C）在拉伸机中2CNF复合支架的图像，（D）样品的杨氏模量、极限强度和极限应变；SE条形图上方带星号的直线表示在干燥和潮湿条件下具有统计学显著性差异（*P<0.05），（E）以前报道的顺应性纤维支架的模量和极限拉伸强度的比较，以及（F）PCL与其他复合材料共混进行静电纺丝的选择性研究。

图5.电纺支架的结构、热学和化学表征：（A）电纺PCL、PCL/Gel、2CNF、1ACNF和2ACNF的WAXS曲线，（B）结晶度百分比。（C）FTIR光谱和（D）DSC热分析图。

图6.纯PCL/Gel共混物、PCL/Gel、1ACNF、2ACNF和2CNF纳米复合支架的形态和物理性质：（A）SEM图像，（B）降解速率的变化揭示了ACNF含量对支架在PBS溶液中的降解速率的关键作用，以及（C）接触角（*P<0.05）。

图7.（A）在两种不同放大倍率下，L929成纤维细胞在几种样品上培养5天后的SEM图像，（B）L929成纤维细胞在几种样品上培养1、3和5天后的细胞存活率。在每个时间段，将吸光度相对于对照（TCP）进行标准化（*P<0.05）。

图8.在（A）PCL/Gel/ACNF支架和（B）PCL/Gel/CNF支架中PCL、Gel、ACNF和CNF之间可能反应的示意图。