DOI: 10.3390/polym13071097
近场静电纺丝(NFES)和熔融电写(MEW)是在电场的作用下挤出纤维,并在纤维发生弯曲不稳定性之前收集纤维的过程。当与聚合物源和收集器之间的精确相对运动结合时,可以按照预编程的几何形状直接写入纤维。因此,这种精确的纤维控制为生物医学应用提供了另一个维度的支架可定制性。在这篇综述中,探索了迄今为止由NFES/MEW制备纤维的生物医学相关聚合物,并讨论了在已发布的设备细节中直接写入标准化纤维的局限性、纤维产量以及创建复杂支架几何结构的易用性。
图1.近场静电纺丝(NFES)纤维上的细胞排列。(a)将HEK 293T细胞接种到PPy膜、随机沉积藻酸纤维或NFES藻酸纤维沉积表面上。用相衬显微镜(比例尺=100μm)观察表面细胞的分布和形态。(b)通过快速傅里叶变换(FFT)分析细胞图像,以确定细胞排列水平。
图2.熔融电子书写(MEW)PCL网格的(左)代表性SEM显微照片显示了排列良好(0-90°定向结)的3D纤维结构,其孔径为500µm,平均纤维直径为3.16µm。培养3天后,hMSCs-MEW PCL网孔相互作用的(中)SEM显微照片。注意沿印刷的PCL纤维及其周围明显的细胞附着、增殖和突出。还标明了丝状伪足(白色箭头)。(右)3天后hMSCs-MEW PCL网孔相互作用的荧光染色显示纤维肌动蛋白的鬼笔环肽(红色)染色和细胞核的DAPI(蓝色)染色(为解释该图例中对颜色的引用,请读者参考本文的网络版本)。
图3.(A)膨胀支架的力-距离曲线示例和赫兹模型的拟合曲线。(B-E)水凝胶支架坚固特性的图示。膨胀的支架(B)可以用玻璃移液管(内径1.35mm)吸入(C),然后重复弹出(D),不会对支架造成任何视觉损伤,支架会再次自行展开(E)。使用DY-647P1-马来酰亚胺对支架进行功能化处理,以实现更好的可视化效果。(F)500mm纤维间距荧光标记水凝胶支架的共聚焦显微镜图像。(GL)HEK293细胞在肽(NH2-CGGGRGDS-COOH)功能化的水凝胶支架上生长。(G,H)用细胞骨架标记蛋白b-肌动蛋白(红色)和DAPI(细胞核,蓝色)染色细胞。附着在支架上的HEK293细胞的三维表面重建(Imaris7.6)。(I)HEK293细胞接种支架的相衬图像。(J-L)显示了一根水凝胶细丝在整个支架中从底部、中心和顶部开始的代表性图像,位置标记为(H)。
图4.缝合线制备草图。(a)同轴NFES示意图;(b)加捻装置示意图(将十根纳米纤维加捻成纱);(c)针织机示意图;(d)缝合线:从纤维到缝合线。(e)核壳纤维(×70),(f)纱线(×210)和(g)缝合线(×70)的光学显微镜图像。