DOI: 10.1016/j.actbio.2021.03.074

半月板在膝关节力学性能中起着至关重要的作用，但鉴于其中心承重作用，半月板通常会受到损伤。由于成年人体内的内源性细胞数量少、基质密度高且血管受限，半月板的修复受到限制。半月板是由微/纳米纤维细胞外基质（ECM）以及软骨细胞样和成纤维细胞样细胞的混合物组成的纤维软骨组织。在此，研究者开发了一种纤维支架系统，该系统由生物活性成分（聚（ε-己内酯）材料内的脱细胞半月板ECM（dME））组成，通过静电纺丝形成仿生形态以支持和增强半月板细胞功能和基质生成。将dME掺入合成纳米纤维中可以增加支架的亲水性，从而增强半月板细胞的扩散、增殖和纤维软骨基因的表达。本工作确定了一种新的仿生支架治疗策略，用于取代或替换损伤的半月板组织。

图1：（A）静电纺丝溶液的制备：（i）新鲜的牛半月板，（ii）最后72h，在1％SDS/PBS溶液中的半月板块，（iii）冻干的脱细胞半月板粉和（iv）在AED溶液中的均质dMEP。（B）DAPI染色的代表性图像和每个视图的核定量[＃：与之前相比，p＜0.05，生物复制物n=5，平均值±SD]，以及脱细胞前后的H＆E染色（箭头：核）。（C）去细胞前后天狼猩红染色胶原蛋白，阿尔新蓝染色蛋白聚糖的代表性图像。

图2：（A）dMEP混合物的静电纺丝图；（B）（i）24％PCL对照纤维，（ii）未交联的干燥dMEP纤维，iii）未交联的dMEP纤维，（iv）戊二醛（GA）交联dMEP纤维和（v）京尼平（GP）交联dMEP纤维浸入水中6h后的代表性SEM图像；（C）PCL和dMEP纤维直径的比较[n=48-50，短划线表示中位数，虚线表示25和75百分位数]；（D）2mg/mL II型胶原酶处理24h前后脱细胞PCL和dMEP支架的胶原蛋白含量和浓度[右Y轴标准化为第1周的PCL组，*：与PCL相比，p＜0.05，n=4组，平均值±SD]。

图3：（A）在0、30、60和90s时，水滴在PCL、dMEP GA、dMEP GP上的接触角变化的代表性图像。（B）接触角随时间变化的定量[*：与PCL相比，p＜0.05；+：与0s相比，p＜0.05，每组n=4，平均值±SD]。

图4：（A）由PCL支架、未交联dMEP支架和GP交联dMEP支架的拉伸试验获取的代表性应力-应变曲线，其中标记了线性区域。PCL和dMEP支架（B）在交联之前和（C）之后的弹性模量和极限拉伸强度[*：与PCL相比，p＜0.05，每组n=7，平均值±SD]。

图5：（A）在化学定义的无生长因子培养基中孵育1、3或6h，使用Alexa Fluor 488 Phalloidin对接种在3组支架上的bMFCs的肌动蛋白进行染色的代表性图像。（B）将bMFCs接种到支架上并孵育1、3或6h，定量细胞面积、长宽比和固体含量。全部归一化为1h PCL组。[*：与PCL相比，p＜0.05；×：与1h相比，p＜0.05，每组n=30，平均值±SD]。（C）bMFCs在无生长因子培养基中孵育1天或3天，由CCK-8测定法得出450nm处的吸光度读数。[每组n=3-6，平均值±SD]。

图6：在PCL、dMEP GA和dMEP GP支架上培养并在无生长因子培养基中孵育24h的bMFCs细胞核的AC-H3K9强度和POL-II强度的代表性（A）图像和（B）定量。[*：与PCL相比，p＜0.05，每组n=18-22，短划线表示中位数，虚线表示25和75百分位数，标准化为PCL中位数]。（C）第7天，在含生长因子的培养基中培养的bMFCs中的纤维软骨增生症相关基因表达相对于GAPDH的水平[*：与PCL相比，p＜0.05，每组n=6，平均值±SD]。

图7：bMFC接种支架在含有生长因子的培养基中孵育1、2和4周，通过OHP测定定量胶原（A）量和（B）浓度（湿重％，右Y轴标准化为第1周PCL组），通过DMMB分析定量GAG（C）量和（D）浓度（湿重％，标准化为第1周PCL组）[*：与PCL相比，p＜0.05；×：与第1周相比，p＜0.05，每组n=5-6，平均值±SD]。