DOI: 10.1016/j.msec.2021.111871

开发具有细胞外基质模拟特性的组织工程化可生物降解人工组织替代物，控制材料与生物环境之间的相互作用，在伤口愈合应用中具有重要意义。在本研究中，利用静电纺丝技术制备了由鱼胶原蛋白（FC）和聚（ε-己内酯）（PCL）组成的新型双层纳米纤维支架，其中壳寡糖（COS）通过碳二亚胺化学共价连接。在不同的静电纺丝条件下，无论聚合物的比例如何，非交联纳米纤维支架的结构和纤维直径均保持一致，但是在交联后纤维直径随FC含量的变化而变化。傅立叶变换红外光谱分析表明，生物材料的共混物是均匀的，随着纳米纤维支架中FC含量的增加，COS水平也随之增加。基于细胞相容性分析（即纳米纤维支架的细胞反应及其相互作用），具有高FC含量的纳米纤维支架对正常人皮肤成纤维细胞新生（NHDF-neo）和HaCaT角质形成细胞具有功能活性，从而产生了一种非常有效的组织工程植入物，适用于全层伤口愈合。除了这些试验结果之后，对所提出的FC/PCL（FCP）纳米纤维支架的亲水性、溶胀性和机械完整性的评估也证实了它们具有用作组织工程皮肤植入物以加快皮肤再生的巨大潜力。

图1.（A）橄榄假单胞菌胃蛋白酶可溶性鱼胶原蛋白（FC），猪皮I型胶原蛋白（CC）和高分子量标记物（PM）的SDS-PAGE图谱。（B）FC和CC的UV光谱。（C）FC和CC的氨基酸组成。

图2.SEM显微照片和相应的纳米纤维直径分布（百分比和分布频率）：（A）交联之前（a）FCP 1:9，（b）FCP 5:5，（c）FCP 9:1，和（d）FCP 10:0；以及（B）使用EDC/NHS与COS交联之后（e）FCP 1:9 COS，（f）FCP 5:5 COS，（g）FCP 9:1 COS，和（h）FCP 10:0 COS。

图3.纯PCL、FC和COS的FTIR光谱以及峰强度和位置随共混比和使用EDC/NHS交联的变化。

图4.（A）具有不同共混比的交联纳米纤维垫的代表性图像和（B）动态水接触角：FCP 1:9 COS，FCP 5:5 COS和FCP 9:1 COS。以纯PCL为对照（n=3，一式三份，*p＜0.05）。

图5.使用MTT法测定（A）（a）NHDF-neo和（b）HaCaT细胞在有无COS交联的电纺纳米纤维垫上培养一段时间（第1、3和7天）的细胞毒性和增殖（*p＜0.05）。由FDA/PI染色（B，C，D）NHDF-neo和（E，F，G）HaCaT细胞在交联多孔纳米纤维垫上培养（B，E）1天，（C，F）3天和（D，G）接种7天后的活/死细胞的荧光显微照片。

图6.（A，B）NHDF-neo和（C，D）HaCaT细胞在交联多孔纳米纤维垫上附着和增殖的SEM显微照片：在（A，C）第1天和（B，D）第7天的（a，e，i，m）CCP 9:1 COS，（b，f，j，n）FCP 9:1 COS，（e，g，k，o）FCP 5:5 COS，和（d，h，l，p）FCP 1:9 COS。

图7.交联双层纳米纤维支架的力学性能：（A）典型的应力-应变曲线，（B）拉伸强度，（C）在最大载荷下的应变，以及（D）在最大延伸下的应变（*p＜0.05））。

图8.将双层纳米纤维T2FCP、T3CCP、T3FCP和T4FCP支架在37℃下的PBS中浸泡48h的体外动态溶胀行为。

图9.术后21天，双层纳米纤维支架与对照组（由Tegaderm覆盖）的伤口愈合效果：（A）伤口闭合动力学的代表性图像，以及（B）术后一段时间内平均伤口闭合情况。误差棒表示SD（n≥3；*p＜0.05）。

图10.术后21天，从空白（正常皮肤），对照（Tegaderm覆盖的伤口），双层T3CCP纳米纤维支架和双层T3FCP纳米纤维支架组的H＆E组织学检查中获得的代表性显微照片。箭头表示角质层（sc），颗粒层（sg），棘皮层（ss），皮脂腺（seb），毛细血管（hc），毛囊（hf），血管（bv）和皮下层（s）。