DOI: 10.1016/j.matdes.2023.111839

胃肠道黏膜缺损难以修复，且致死率较高。现有的人工黏膜研究忽略了自然表面结构和上皮细胞与成纤维细胞之间的旁分泌作用，导致黏膜修复不完全。本研究通过低温静电纺丝（e-spinning）制备了一种Janus膜，其外表面呈现出脊状纹理，内表面平坦，模拟了消化道中天然黏膜的解剖图案。受天然黏膜表面纹理的启发，使用生物聚合物纳米纤维组件来复制黏膜外层的微脊，而平坦面模拟下层的形态。因此，Janus膜的外表面通过纤维组件之间的大孔和纤维上的纳米孔支持上皮细胞的增殖。此外，通过在Janus膜的不同侧培养上皮细胞和成纤维细胞来实现双层上皮/固有层重建。而且，Janus膜有助于上皮细胞和成纤维细胞之间的旁分泌作用，同时隔离它们的直接接触，这从本质上模拟了天然黏膜。经证实，Janus膜将成为一种很有前途的消化道黏膜缺损修复方案。

图1.（a）通过超深光学显微镜从小鼠食管黏膜处获得的上皮和固有层的形态；（b）电纺丝薄膜制备的照片，包括溶液制备、低温电纺丝和最终的Janus薄膜；（c）Janus薄膜粗糙面和平坦面的仿生形态。

图2.通过SEM获得的低温电纺PCL膜的形态。（a）电纺纤维的组装，（b）通过组装获得的“脊”结构。不同接收温度下的电纺薄膜：（c）23℃，（d）0℃，（e）-10℃和（f）-20℃。

图3.Janus薄膜（a）粗糙面和（b）平坦面的形态（20℃以下）。图像是通过光学3D表面计量工具获得的。

图4.Janus薄膜（a）粗糙面和（b）平坦面的SEM图像。

图5.在低温电纺薄膜的单侧培养上皮细胞：（a）粗糙面和（b）平坦面。通过SEM和光学显微镜获得图像。绿色：活细胞；红色：死细胞。

图6.增殖测定：从第1天到第8天，上皮细胞在粗糙面、平坦面和Transwell膜上的OD（450nm）。平均值±标准差；n=6。*，P<0.05；**，P<0.01；***，P<0.001。

图7.培养3、5和7天后（a）粗糙面和（b）平坦面的上皮细胞的共聚焦扫描和3D重建图像。绿色：鬼笔环肽，F-肌动蛋白；蓝色：DAPI，细胞核。比例尺：100μm。（关于本图例中颜色参考的解释，读者可参考本文的网络版。）

图8.培养7天后（a）粗糙面和（b）平坦面的上皮细胞的共聚焦扫描和3D重建图像。绿色：鬼笔环肽，F-肌动蛋白；蓝色：DAPI，细胞核。比例尺：100μm。（关于本图例中颜色参考的解释，读者可参考本文的网络版。）

图9.（a）双面共培养系统的设置和示意图。（b）用Elisa定量表皮生长因子：在第3、5和7天收集来自共培养系统上下室的培养基。通过Elisa试剂盒测定培养基中的表皮生长因子（EGF）浓度。平均值±标准差；n=4。*，P<0.05；**，P<0.01；***，P<0.001；（上：上皮细胞，下：成纤维细胞）。（c）第7天共培养系统中上皮细胞mRNA的实时定量PCR（qRT-PCR）检测。平均值±标准差；n＝6。*，P<0.05；**，P<0.01；***，P<0.001。