Cellulose：纤维素纳米晶体增强的同轴电纺聚己内酯/明胶纳米纤维促进伤口愈合的体内外研究

DOI:10.1007/s10570-020-03106-9

纳米纤维支架已被广泛用于伤口愈合。这些支架通常由不同的生物聚合物制备而成，但是通常优选合成和天然生物聚合物的组合，因为它们既显示出机械力学稳定性又改善了细胞生长的环境。在本文中，通过双喷嘴静电纺丝装置制备了聚己内酯-明胶（PCL-gel）杂化纳米纤维。合成了纤维素纳米晶体（CNC），并将其掺入凝胶和PCL纳米纤维中以改善性能。纳米纤维的SEM图像显示出两种直径分布，直径平均为140 nm和215 nm，分别对应于凝胶和PCL。尽管XRD图谱显示结晶度降低，但是当纳米纤维中存在CNC时，（110）和（200）晶面的晶粒尺寸分别从16.1和11.1增加到19.4和12.4 nm。力学研究表明，当加入CNC时，材料的模量和拉伸强度分别增加了80%和60%。体外研究表明，掺入CNC的支架降解速度加快了25%。但是，MTT分析、细胞形态学和荧光染色实验表明，CNC不会影响纳米纤维的生物相容性，并且细胞可以生长、分化并覆盖支架表面。含和不含CNC的支架均能促进Balb/c小鼠的伤口愈合。

图1.纤维素纳米晶体的FTIR光谱、重要峰和官能团

图2.纤维素纳米晶体的XRD光谱

图3.在不同加热速率下由100-800℃合成的CNC的TGA曲线

图4.合成CNC的a AFM和b TEM图像。c 50 ml 0.1%CNC悬浮液对0.01 M NaOH溶液的电导滴定

图5.a PCL-gel和b PCL/CNC1%-Gel/CNC5%纳米纤维支架的SEM图像（上图）和纤维直径分布（下图）

图6.PCL-gel和PCL/CNC1%-Gel/CNC5%的FTIR光谱

图7.PCL-gel和PCL/CNC1%-Gel/CNC5%样品的XRD谱图；绿色突出显示的区域与22°处的纤维素（200）晶面有关；CNC峰与PCL衍射图重叠，可以看作是突出显示区域的肩峰

图8.降解后第14天和第28天的降解样品的SEM图像

图9.28天后降解样品的FTIR光谱。a从400-4000 cm-1的全光谱。b放大C=O拉伸酯键1700-1750 cm-1的峰。c放大C-O拉伸酯键1150-1200 cm-1的峰

图10.同轴电纺样品的MTT测定结果；显著性差异组用 *（p＜0.05）和**（p＜0.01）显示

图11.在a PCL-gel和b PCL/CNC1%-Gel/CNC5%上培养的NIH 3T3细胞的SEM（上图）和荧光显微镜（下图）图像。细胞大部分是活的，两个支架上都有少量死细胞。SEM图像显示细胞已在纳米纤维的表面生长并扩散

图12.切口全层皮肤缺损的宏观图像。这些照片是用S1（PCL/凝胶纳米纤维）和S2（用纤维素纳米晶体增强的PCL/Gel纳米纤维）处理过的小鼠伤口的照片。对照（Ctl）对应于用无菌纱布治疗切口的小鼠。在手术后第7和14天拍摄图像。支持信息中介绍了拍摄的其他动物的类似图像

图13.治疗后第7天和第14天苏木精和曙红（H＆E）染色的受伤组织的显微图像：未经任何处理（Ctl）的对照，PCL/Gel伤口敷料（S1），CNC增强的PCL/凝胶敷料（S2）。H＆E染色表明第7天在S2组中上皮层的存在（黑色箭头）。治疗后14天，在S2组中出现了例如毛囊（白色箭头）和皮脂腺（黄色箭头）的皮肤附件。比例尺为200μm

图14.a每个显微摄影场中的多形核细胞（PMN）数量。b术后第7天和第14天测量每组再上皮化的百分比（**p＜0.01和***p＜0.001）

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文章来源：易丝帮