DOI: 10.3390/polym13162821

本文描述了使用静电纺丝和收集器模板相结合的技术在支架表面制备由随机取向纳米纤维和三棱柱图案组成的结构支架。将聚己内酯（PCL）纳米纤维静电纺丝到三棱柱模具上，作为模板。将沉积的支架从模板中移除，以产生一个独立的三维微图案纳米纤维结构支架。基于体外和体内研究，将所制备的结构支架与随机取向的扁平纳米纤维进行比较。体外研究表明，与扁平无规纳米纤维相比，结构支架表现出更高的成纤维细胞增殖和细胞伸长率，其纵横比为13.48±2.73，成纤维细胞定向率高达70％。在治疗组中，结构支架第14天的伤口闭合率提高至92.17％。愈合伤口区域的组织学染色表明，结构支架显示表皮层上皮化并伴有轻度炎症。结构支架中增殖的成纤维细胞和胶原纤维看起来更致密，呈横向排列。上述研究结果证实了微图案支架具有刺激细胞行为的潜力以及促进伤口愈合的效用。

图1.用于制备结构支架的静电纺丝工艺。字母“H”和“W”分别代表三棱柱的高度和每个三棱柱之间的宽度。

图2.细胞伸长率和取向评估。（a）组织培养板或扁平随机支架上的细胞和（b）结构支架上的细胞示意图。通过长轴的长度除以短轴来测量就纵横比而言的细胞伸长率。细胞取向由椭圆长轴和图案方向之间的角度决定。

图3.（a,a-i）随机取向2D支架的扫描电子显微镜（SEM）图像，（b）结构支架的顶视图和（b-i）结构支架侧视图。（c）2D支架和（d）结构支架的纤维直径分布。（e）2D支架和（f）结构支架的纤维取向分布。（a,a-i）的比例尺分别为10µm和5µm。（b）和（b-i）的比例尺为50µm。

图4.不同形态聚己内酯（PCL）支架的水接触角。

图5.在不同形态的PCL支架上培养8天的成人真皮成纤维细胞（HDF）的存活率。

图6.HDF细胞在不同支架上第3天和第8天的形态。比例尺为100µm。黄色箭头表示结构支架三棱柱图案的方向。

图7.在不同形态的PCL支架上孵育8天后，HDF细胞的（a）纵横比和（b）取向。符号&代表p<0.001，用于将结构支架与其他组进行比较。

图8.HDF细胞在不同形态的（a,b）2D支架和（c,d）结构支架上孵育8天的形态。比例尺代表50µm。

图9.（a）不同组伤口的代表性图像：对照（未处理）、用市售纱布处理、用随机取向的2D纳米纤维处理以及用结构纳米纤维处理第0、4、7和14天。（b）伤口愈合率分析。符号*代表p<0.05，用于将结构支架与其他组进行比较。

图10.第14天愈合伤口区域的苏木精和伊红（H&E）染色。比例尺从左到右分别为600µm、100µm和30µm。

图11.（a）再上皮化，（b）胶原纤维和成纤维细胞取向以及（c）炎症的组织学评分。