含维甲酸壳聚糖纳米颗粒聚己内酯/聚乙烯吡咯烷酮同轴电纺纤维

Colloids Surf. B Biointerfaces：含维甲酸负载壳聚糖纳米颗粒的聚己内酯/聚乙烯吡咯烷酮同轴电纺纤维用于骨再生

DOI:10.1016/j.colsurfb.2020.111110

藜芦酸（3,4-二甲氧基苯甲酸）（VA）是一种具有治疗潜力的疏水性酚类植物化合物，但迄今为止尚未报道其可促进骨骼再生。此外，疏水性化合物的递送通常在体内受到阻碍，因此降低了它们的生物利用度。在这项研究中，发现VA具有成骨潜能，并且通过纳米粒子嵌入同轴电纺纤维促进了其持续递送。对聚己内酯/聚乙烯吡咯烷酮（PCL/PVP）进行同轴静电纺丝，包裹VA负载的壳聚糖纳米粒子（CHS-NP）。纤维表现出良好的理化和材料特性，并且与小鼠间充质干细胞（mMSCs）具有生物相容性。当mMSCs在同轴纤维上生长时，VA可促进这些细胞向成骨细胞分化，钙沉积反映了这一点。研究发现，在PCL/PVP/CHS-NP-VA纤维上生长的mMSCs中，一种重要的骨转录调节因子Runx2和其他分化标志物如碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原和骨钙素的mRNA表达均上调。总体而言，该研究描绘了一种以持续方式促进骨再生的植物化合物VA的递送。

图1.VA处理刺激的mMSCs中Runx2 mRNA表达。分别用100、150和200μM浓度的VA处理细胞72小时。提取总RNA并进行RT-qPCR分析。使用RPL13AB作为内部对照，计算Runx2 mRNA的相对表达。实验一式三份进行。*表示与对照相比显著增加（p<0.05）。

图2.（A）CHS-NP和CHS-NP-VA的SEM图像，（B）CHS-NP和CHS-NP-VA的TEM图像。（C）PCL、PCL/PVA和PCL/PVP-CHS-NP-VA纤维的SEM图像。

图3.（A）纯组分（CHS，TPP，VA，PCL，PVP）、CHS-NP、CHS-NP-VA（100、150、200μM）和同轴电纺纤维（PCL/PVP、PCL/PVP/CHS-NP和PCL/PVP/CHS-NP-VA）的FTIR光谱。（B）纯组分（CS，TPP，VA，PCL，PVP）、CHS-NP、CHS-NP-VA（100、150、200μM）和同轴电纺纤维（PCL/PVP、PCL/PVP/CHS-NP和PCL/PVP/CHS-NP-VA）的XRD衍射图。

图4.（A）生物矿化研究是在SBF中将PCL、PCL/PVP、PCL/PVPCHS和PCL/PVP-CHS-NP-VA电纺纤维孵育7天完成的。借助SEM成像、XRD（插图）和（B）EDS元素分析对纤维进行了评估。

图5.在1X PBS中孵育25天后，评估了同轴电纺纤维（PCL/PVP/CHS-NP-VA负载的浓度分别为100、150和200µM）中的VA释放，并绘制了释放率。

图6.mMSCs在含有100、150或200µM VA的PCL/PVP/CHS-NP或PCL/PVP/CHS-NP同轴电纺纤维上培养72小时后的细胞计数。实验一式三份进行。在此过程中使用了MUSE自动细胞分析仪，并检查了活细胞和死细胞的图形分区。左、右和下象限分别表示活细胞、死细胞和碎片。

图7.在细胞水平上的成骨细胞分化。（A）和（B）将茜素红染料添加到在PCL/PVP-CHS-NP或PCL/PVP-CHS-NP-VA（100、150和200μM）纤维上培养14天的mMSCs中。在405 nm处定量钙沉积，并绘制了不同样品的图表。（C）和（D）对在细胞上培养14天的mMSCs进行von Kossa染色。通过黑点识别钙沉积，并使用ImageJ软件进行定量，并绘制成图表。实验一式三份进行。*表示与PCL/PCP-CHS-NS纤维相比显著增加（p<0.05）。

图8.在分子水平上的成骨细胞分化。将mMSCs在PCL/PVP-CHS-NP或PCL/PVP/CHS-NS-VA同轴电纺纤维上培养7天。分离总RNA，并使用（A）Runx2、（C）ALP和（D）Col-1的引物进行cDNA合成和qPCR分析。实验一式三份进行。*表示与PCL/PVP/CHS-NP相比显著增加（p<0.05）。（B）将mMSCs在PCL/PVP-CHS-NP或PCL/PVP/CHS-NS-VA同轴电纺纤维上培养7天。制备全细胞裂解物，并使用所示抗体进行蛋白质印迹分析。

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文章来源：易丝帮