供稿人:方奧，王玲 供稿單位：機械制造系統(tǒng)工程國家重點實驗室 發(fā)布日期：2019-04-09
神經系統(tǒng)在受傷后幾乎沒有自我修復的能力，是因為神經元缺乏合適的微環(huán)境而導致其不能增殖。因此，由神經干細胞、支架以及生長因子構成的神經組織工程有可能提高受損神經組織恢復的機會。導電纖維支架可以為神經再生提供有利微的環(huán)境。據此Ghorbani團隊采用靜電紡絲的方式構建有利于神經再生的微環(huán)境。
表1：支架相關參數
該團隊通過靜電紡絲的方法制備PLA樣品，分別以10％,13％,15％,17％和20％（w / v）的濃度溶解在氯仿溶液中磁力攪拌6h。靜電紡絲選用10ml注射器，電壓值18kv，注射泵輸液量3.8 ml/h。靜電紡絲后，使用冷凍干燥機在77℃下凍干24小時。然后選用明膠及海藻酸鹽分別涂層，分別經過紫外光照，浸入酒精，真空干燥，PBS及DMEM/F12清洗。細胞選擇的了間充質干細胞，并對種如支架的細胞進行死活及代謝評估，如圖1所示。
圖1不同濃度的PLA支架掃描電鏡顯微照片及細胞代謝活動
圖2涂覆及未涂覆的PLA支架對比（15％w / v）
該團隊使用明膠或海藻酸鈉等親水性聚合物對支架材料進行了改性，改善細胞的親水性，如圖2所使用的聚乳酸涂層。同時在支架表面涂上了一層導電膜來適應神經細胞的特性，如多層碳納米管這種可以促進神經組織的生長的材料。
圖3支架拉伸強度和重量損失百分比
該團隊通過拉伸實驗發(fā)現孔隙率的增加對復合材料的力學性能有不同的影響，涂層支架相對于未涂層支架有更高的力學性能，并且15wp的樣本相對于其它濃度，多孔性較高，力學性能較好。
圖4：2D培養(yǎng)與3D靜電紡絲支架中由間充質干細胞分化為神經元樣細胞免疫熒光染色結果
相對于2D培養(yǎng)，該團隊構建的電紡纖維支架材料更有利于細胞的分化。經檢測發(fā)現PLA親水性最佳的濃度為15％w/v。修改了導電材料PLA / MWCNT納米纖維支架，通過摻入生物聚合物包括明膠和藻酸鹽逐層自組裝的方法，提高了間充質干細胞對神經元樣細胞的分化潛力。另外，該支架為干細胞向神經元樣細胞引導提供微環(huán)境。同時表明含有導電碳納米管復合支架結合丙戊酸誘導對MSCs轉分化為具有Nestin和Neuro-D1神經標記物的神經元樣細胞具有很強烈的影響。