DOI: 10.1016/j.diamond.2021.108320

电纺碳纳米纤维（ECNFs）在组织工程的各个领域都有着广阔的应用前景。ECNFs具有导电性、生物相容性和模拟细胞外基质（ECM）的能力。在这项研究中，通过静电纺丝法和热处理制备了不同的ECNFs/二氧化硅纳米颗粒（ECNFs/SNPs）复合材料。本研究评估了SNPs掺入对ECNFs电导率、润湿性和生物活性的影响。SNPs的加入提高了材料的亲水性，但降低了其导电性。此外，掺入SNPs可以改善ECNFs的生物学活性，例如细胞附着、生存能力和增殖速率。ECNFs/SNPs复合物显示MG-63增殖率提高，这是由于该复合物具有较强的骨活性。本研究表明，由于二氧化硅纳米颗粒的强协同效应，ECNFs/SNPs纳米复合材料具有良好的骨活性。

图1.（a）ECNFs，（b）ECNFs/1％SNPs复合物，（c）ECNFs/5％SNPs复合物和（d）ECNFs/10％SNPs复合物的SEM显微照片。比例尺：5µm。

图2.ECNFs/5％SNPs的FE-SEM图像。

图3.掺入不同比例SNPs的ECNFs的EDX图谱：（a）ECNFs，（b）ECNFs/1％SNPs复合物，（c）ECNFs/5％SNPs复合物，和（d）ECNFs/10％SNPs复合物。

图4.ECNFs与二氧化硅NPs的相互作用。

图5.（a）ECNFs，（b）ECNFs/5％SNPs纳米复合材料，（c）ECNFs/10％SNPs纳米复合材料的FTIR-ATR光谱。

图6.ECNFs和不同比例SNP掺杂ECNFs的拉曼光谱。

图7.样品的XRD谱图：（a）ECNFs，（b）ECNFs/5％SNPs复合物和（c）ECNFs/10％SNPs复合物。

图8.在样品上培养24、48和72h的MG-63细胞的活性：TCPS（对照），ECNFs，ECNFs/1％SNPs，ECNFs/5％SNPs和ECNFs/10％SNPs。

图9.通过乳酸脱氢酶（LDH）分析评估ECNFs和ECNFs/SNPs复合物对骨肉瘤细胞（MG-63）的细胞毒性。将细胞接种在置于48孔板中的样品上，以评估24h、48h和72h的毒性。对照组包括用裂解液处理的细胞（阳性对照）和相同数量的未处理细胞（阴性对照）。通过LDH活性试验评估培养基中LDH的含量。培养72h后，只要LDH释放量少于8％，ECNFs/SNPs复合物和ECNFs就不会表现出明显的毒性。

图10.骨肉瘤细胞（MG-63）在ECNFs和ECNFs/SNPs上的增殖。将相同数量的MG-63细胞接种在置于48孔板中的样品上，并孵育24、48和72h。未处理的细胞视为阴性对照。细胞裂解后测定LDH活性。乳酸脱氢酶水平越高，细胞增殖率越高。与其他组相比，ECNFs和ECNFs/SNPs复合物中的LDH含量在48h和72h后显著增加，尤其是在5％和10％复合物中。

图11.SEM显微照片显示培养24h后，MG-63细胞在ECNF/5％SNP复合物上的粘附情况。