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Nanomaterials:PVA-PL纳米纤维垫的制备及其血小板裂解液控释对角质形成细胞、内皮细胞和成纤维细胞的影响
2021/6/7 10:52:18 admin

DOI: 10.3390/nano11040995

血小板裂解物(PL)是生长因子和其他生物活性分子的天然来源,这些生物活性PL成分的局部控制释放能够促进慢性伤口的愈合。在此,研究者通过无针静电纺丝技术,以高分子量、高水解度的聚乙烯醇(PVA)为原料,掺入PL(10%w/w),制备了复合纳米纤维网。然后对所得复合PVA-PL纳米纤维垫中的纳米纤维形态、润湿性和蛋白质释放进行评估。使用HaCaT角质形成细胞、人隐性内皮细胞(HSVECs)和3T3成纤维细胞证实了PVA-PL纳米垫的体外生物活性。PVA-PL支持细胞粘附、增殖和生存。通过形成对细胞角蛋白10呈阳性的中间细丝,可以证明由于PVA-PL的存在,HaCaT细胞表型成熟度得以改善。PVA-PL通过HSVECs促进血管性血友病因子的合成,并通过8μm孔径膜增强HSVECs趋化性。上述结果表明,PVA-PL纳米垫对伤口愈合过程涉及的三种细胞类型具有良好的作用,是进一步体内实验评估的理想候选材料。

 

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图1.静电纺丝聚乙烯醇(PVA)(A,B)和PVA-血小板裂解物(PL)(D,E)的扫描电子显微镜(SEM)图像,放大倍数×2,000(比例尺=20μm)和×5,000(比例尺=10μm)。PVA(C)和PVA-PL(F)纳米垫的纤维直径分布直方图。

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图2.将纳米纤维浸入PBS后,PVA、PVA-PL、纺粘型织物、纺粘型织物上的PVA(PVAs)和纺粘型织物上的PVA-PL(PVA-PLs)在0-5s(A)和0-40s(B)时的均方根值。


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图3.在磷酸盐缓冲盐水(PBS)中孵育7天后,PVA-PL纳米垫的实际蛋白质浓度(A)和累积蛋白质释放(B),数据表示为平均值±标准偏差(A),均值±均值标准误差(SEM)(B)。

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图4.在补充有2%胎牛血清(FS)以及0、1、2.5和5%PL的Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM)和补充有10%FS的DMEM中,在玻璃上培养的HaCaT细胞的活性(A)。在补充2%FS、0%和2.5%PL的DMEM中,以及在补充2%FS,添加PVA和PVA-PL纳米片的DMEM中,HaCaT细胞的活性(B)和群体密度(C)。将细胞培养1-7天(A)和1-14天(B,C)。数据以平均值±标准误差表示,#表示p<0.001,*表示p<0.05。


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图5.接种后第1天HaCaT细胞的德克萨斯红C2-马来酰亚胺染色(A-D),以及接种后第3天这些细胞中基础细胞角蛋白的免疫荧光染色(E-H)。将细胞接种在含有2%FS的DMEM中的玻璃上,其中不存在PL(A,E),存在2.5%PL(B,F),存在PVA纳米垫(C,G)和存在PVA-PL纳米垫(D,H)。用Hoechst 33258对细胞核进行复染色,通过Leica SPE共聚焦显微镜进行观察。比例尺=25,×63(A-D),比例尺=10μm,×100(E-H)。


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图6.培养14天后,对HaCaT细胞的细胞角蛋白10(绿色)(A,A'',B,B'',C,C'',D,D'')和细胞角蛋白14(红色)(A',A'',B',B'',C',C'',D',D'')进行免疫荧光染色。细胞核用Hoechst 33258(蓝色)复染。细胞在含有2%FS、不含PL的DMEM(A,A',A'')中的玻璃上生长,在含有2%FS和2.5%PL的DMEM(B,B',B'')中的玻璃上生长,在含有2%FS和纯PVA的DMEM(C,C',C'')中的玻璃上生长,在含有2%FS和PVA-PL的DMEM(D,D',D'')中的玻璃上生长。Leica SPE共聚焦显微镜,×63,比例尺=25μm。


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图7.在EGM-weak(EGMw)培养基,补充有1、2.5和5%PL的EGMw以及EGM-full培养基(A)中人隐性内皮细胞(HSVECs)的活性/cm2。在EGMw培养基,含5%PL的EGMw,添加了PVA和PVA-PL纳米垫的EGMw以及EGM-full培养基中HSVECs的活性/cm2(B)和种群密度/cm2(C)。将细胞培养1、3和7天(A,B)。接种后第7天,HSVECs中von Willebrand因子的荧光强度(D)。数据表示为平均值±SD,#表示p<0.001,$表示p<0.01,*表示p<0.05。


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图8.接种后第1天,用鬼笔环肽-TRITC对HSVEC细胞的F-肌动蛋白进行染色(A-D),第3天(E-H)和第7天(I-L)对von Willebrand因子(VWF)进行免疫荧光染色。将细胞接种在EGMw培养基中的玻璃上,该培养基不含PL(A,E,I),含5%PL(B,F,J),含PVA(C,G,K)和PVA-PL(D,H,L)。奥林巴斯落射荧光显微镜IX71,D71数码相机,×20,比例尺=100μm。


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图9.HSVECs向EGMw培养基的迁移试验,其中EGMw补充有1、2.5和5%PL,PVA纳米纤维,PVA-PL纳米纤维,接种4h后向EGMw-full培养基迁移。数据以3个样本的平均值±标准误差表示。#表示p<0.001,$表示p<0.01,*表示p<0.05。


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图10.3T3成纤维细胞在含2%FS,0、1、2.5、5和10%PL的DMEM培养基中以及含10%FS的DMEM培养基中的活性(A)。3T3细胞在含2%FS,0%和1%PL的DMEM中,以及在含2%FS,PVA和PVA-PL纳米垫的DMEM中的活性(B)和细胞密度(C)。在接种后(A)第1、3、6和8天以及接种后第1、3和7天进行评估。数据表示为平均值±SD,#表示p<0.001,$表示p<0.01,*表示p<0.05。


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图11.在含2%FS,不含PL(A,E),含1%PL(B,F),纯PVA纳米垫(C,G)和PVA-PL纳米垫(D,H)的DMEM中培养3T3成纤维细胞,接种后第1天对纽蛋白进行免疫荧光染色(A-D),接种后第7天对I型胶原蛋白进行免疫荧光染色(E-H)。细胞核用Hoechst 33258复染。奥林巴斯IX71荧光显微镜,DP71数码相机,×20,比例尺=50μm。拍摄图像时使用相同的曝光时间。


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