目的 构建不同形貌的多尺度纤维支架,探究不同形貌结构对支架物理性能及血液和细胞相容性的影响.方法 静电纺聚己内酯[poly (ε-caprolactone),PCL]/聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)双组分纤维(PCL∶PVP质量比分别为8∶2和5∶5),并通过浸提PVP组分制备表面多孔纤维支架,根据聚合物质量比分别标记为PCL-P8、PCL-P5.另外采取溶液诱导结晶方式在PCL纤维表面形成串晶结构(shish-kebab,SK),调控结晶时间制备不同尺寸的PCL-SK纤维支架.以表面光滑的PCL纤维支架作为对照,取两种不同纤维形貌的PCL多尺度纤维支架,采用场发射扫描电镜、接触角测试、差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC)进行性能表征;取新西兰大白兔静脉血,采用溶血和凝血实验表征支架的血液相容性;采用细胞计数试剂盒8 (cell counting kit 8,CCK-8)法检测猪髂动脉内皮细胞(pig iliac artery endothelial cell,PIEC)在支架上的增殖情况,评价支架的生物相容性.结果 场发射扫描电镜观察显示PCL/PVP双组分纤维提取PVP后,表面出现多孔形貌;此外,通过溶液诱导成功制备出呈现周期排列的SK结构,且结晶时间越长,片晶尺寸和周期距离越大.接触角和DSC检测示,与表面光滑的PCL纤维支架相比,PCL表面多孔和PCL-SK纤维支架的结晶度增加,PCL-SK纤维支架疏水性增加,而PCL表面多孔纤维支架的疏水性无明显变化.溶血实验显示,PCL表面多孔和PCL-SK纤维支架的溶血率均高于PCL纤维支架,根据美国材料与试验协会(ASTM) F756-08标准评价,所有支架均为非溶血材料,均适用于血液接触型材料.凝血实验显示培养5、10 min时,PCL表面多孔和PCL-SK纤维支架的凝血指数均高于单纯PCL纤维支架.CCK-8法检测示两种多尺度纤维支架均比PCL纤维支架更有利于PIEC增殖.结论 以静电纺技术为基础,采用溶液诱导和共混物相分离方法可以构建不同形貌的多尺度纤维支架,不仅可以调控支架的表面物理化学性能,且多尺度纤维支架具有良好的血液和生物相容性,在组织工程领域具有较高的应用潜能.

目的:比较人牙髓细胞(human dental pulp cells,hDPCs)在胶原静电纺纳米纤维膜(collagen nanofibrous matrix,Col_NFM)与直接沉积胶原膜(collagen flat film,Col_FF)上的黏附、增殖和分化情况,探究胶原纳米纤维支架对hDPCs生物学行为的影响.方法:采用扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)观察两种胶原膜的表面形貌,并比较其表面接触角和溶胀性能.将hDPCs分别接种于两种胶原膜表面共培养,SEM和激光共聚焦显微镜(laser scanning microscope,LSM)观察hDPCs在支架表面的生长形态,并用CCK-8法测定hDPCs的增殖情况.在诱导14 d后,比较成牙本质分化相关基因的表达变化,茜素红染色观察矿化结节的形成情况.结果:SEM图可见Col_NFM组纤维直径为(884±159) nm,纤维之间存在大量三维连通的孔隙结构,而Col_FF组表面平坦,未见孔隙结构.Col_NFM组瞬间表面接触角为85.03°±4.45°,溶胀度为3,Col_FF组瞬间表面接触角为98.98°±5.81°,溶胀度为l,Col_NFM组的亲水性和溶胀性能更佳.SEM和LSM结果显示,Col_NFM组hDPCs表现为不规则多角形,呈三维生长,Col_FF组细胞在二维平面上呈纺锤形生长.CCK-8结果显示,hDPCs在Col_NFM支架上增殖活性更高.在诱导14d后,Col_NFM组成牙本质分化相关基因表达水平较Col_FF组显著升高(P＜0.05),茜素红染色也更深.结论:Col_NFM具有纳米尺度的微观结构,并具备良好的亲水性和溶胀性能,相较于Col_FF,hDPCs在Col_NFM表面表现出更好的黏附、增殖和分化性能.