DOI: 10.1002/jbm.a.37156

由于缺乏对创伤性事故或疾病引起的肌肉损失的治疗方法，体外创建骨骼肌组织已成为当今生物医学研究中的一个重要课题。因此，可促进细胞粘附、增殖和细胞排列的纳米纤维结构内在特性为再生医学重建肌肉等组织提供了一个极具吸引力的工具。静电纺丝是制备纳米纤维结构常用的加工技术之一，合成聚合物和天然聚合物的结合往往需要达到最佳的机械和物理化学性能。在此，研究者选择聚己内酯（PCL）作为制备支架的合成聚合物，并研究了蛋白质添加对最终支架性能的影响。选择了胶原蛋白和明胶作为蛋白质，在两种不同浓度（2和4wt/vol％）下对其进行分析。制备了不同的PCL/蛋白质体系，并进行了结构、力学和功能表征。通过形态学、力学和生物学评估了纤维排列对最终支架性能的影响。使用生物反应器促进支架内的细胞增殖和分化。结果表明，蛋白质的添加减小了膜的纤维尺寸，增加了其亲水性，软化了其力学性能。生物学研究表明，所选体系可容纳细胞，使其生长，且具有促进肌肉骨骼组织发育的潜能。

图1.具有不同纤维排列方式的聚己内酯（PCL）/明胶支架的接触角，扫描电子显微镜（SEM）图像：（a）无规，（b）半定向和（c）定向。具有不同排列方式的PCL/明胶支架的纤维尺寸分布：（a'）无规，（b'）半定向和（c'）定向

图2.在干燥和潮湿条件下，不同排列方式（无规，半定向和定向）的聚己内酯（PCL）/明胶支架在恒定应变（10％）和频率（1Hz）下进行500个循环载荷期间的应力演变图

图3.在恒定应变（10％）和频率（1Hz）下进行500个循环载荷（a和b）之前和（c和d）之后，在干燥条件下，对不同排列方式（无规，半定向和定向）的聚己内酯（PCL）/明胶支架进行机械测试获得的应变-应力曲线和参数（杨氏模量，断裂应变和最大应力）

图4.在恒定应变（10％）和频率（1Hz）下进行500个循环载荷（a和b）之前和（c和d）之后，在干燥条件下，对不同排列方式（无规，半定向和定向）的聚己内酯（PCL）/明胶支架进行机械测试获得的应变-应力曲线和参数（杨氏模量，断裂应变和最大应力）

图5.接种细胞的聚己内酯（PCL）/明胶支架的苏木精-伊红（H＆E）显微照片：（a，c和e）放大倍率为×10，（b，d和f）放大倍率为×40

图6.具有不同排列方式的聚己内酯（PCL）/明胶支架的免疫组织化学（IHC）染色图像：无规（a，a1-a2），半定向（b，b1-b2）和定向（c，c1-c2），放大倍率分别为×10和×40