电纺胶原和蛛丝纳米纤维膜的制备、表征及生物安全性比较

目的：制备胶原和蜘蛛丝两种纳米纤维膜，进行理化性能表征和生物相容性比较，以期将蜘蛛丝纳米纤维用于组织工程支架材料。 方法：实验于2006-07/2007-08在上海市东华大学生物科学与技术研究所完成。将胶原和蜘蛛丝分别以80 g/L溶于六氟异丙醇，采用高15 kV压静电纺制成纳米纤维膜，真空干燥后对其理化性能进行表征。扫描电镜观察超微结构，并进行水接触角测量和水解稳定性测量；并采用MTT实验比较猪大动脉内皮细胞在两种纤维膜表面的黏附、生长和增殖等情况。 结果：①静电纺胶原和蛛丝纳米纤维膜均具有良好三维多孔结构，但蛛丝纤维直径更均匀。蛛丝膜具有较大的水接触角，在水解稳定性测试中质量损失较少。②MTT实验表明，种植6 h后血管内皮细胞在胶原和蛛丝膜上都能黏附，但蛛丝膜上细胞增殖速度较快，2 d后超过胶原膜，7 d后蛛丝膜上细胞多于胶原膜表面40%以上。 结论：胶原和蛛丝都能促进血管内皮细胞黏附、生长。蛛丝膜具有较强的疏水性和水解稳定性，在体外培养过程中蛛丝更有利于细胞增殖，有望作为血管组织工程支架材料。     

电纺漏斗网蜘蛛丝纤维性能及体外细胞生物学性能***★

目的：近年来，蜘蛛丝在基因识别、人工合成以及基因表达上取得的成果，引发了广大研究者模拟天然蜘蛛丝优秀性能的兴趣。采用静电纺技术对制备的漏斗网蜘蛛丝再生纤维膜进行性能检测，为静电纺蜘蛛丝纳米纤维应用于组织工程和生物医学领域提供前期研究。 方法：实验于2006-07/2007-03在东华大学生物研究所生物材料室完成。采用电纺技术制备了漏斗网蛛丝再生纤维膜，对纤维膜的表面形态分析，水解性能，热性能，力学性能进行检测。体外与猪动脉内皮细胞共培养，采用MTT法检测对纤维膜细胞的增殖活性，以相差显微镜和扫描电镜观察细胞的形态变化。 结果：再生蛛丝纤维膜热分解起始温度为279 ℃；在单轴拉伸时断裂强度和断裂伸长率分别为（3.61±0.18）MPa和 (33.20±4.86)%；内皮细胞能够在纤维表面黏附并显示良好的生长形态； MTT结果显示内皮细胞在材料上增殖活跃，培养7 d后，纤维膜上的细胞增殖为对照组的两倍多。 结论：漏斗网蜘蛛丝再生纤维膜显示出稳定的热性能和高的延展性，并能有效促进内皮细胞的黏附和增殖，具有良好的生物相容性。     

两种聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺纳米纤维膜的性能比较

背景：聚左旋乳酸和聚己内酯各自都有其优点与缺点,而共聚或共混后性能可以得到有效的改善,但因为两者添加比例的不同会对性能有一定的影响,在不同的纺丝溶液浓度下纺出的纤维性能亦会有所差异。 目的：通过对两种原料聚(左旋乳酸-己内酯) (75/25;50/50)在不同纺丝液浓度下制得的纳米纤维膜各种性能的比较,选出最佳的原料和相应的纺丝液浓度。 设计、时间及地点：对比观察实验,于2007-09/2008-11在东华大学生物材料与组织工程实验室完成。 材料：将聚聚(左旋乳酸-己内酯)材料在乳酸/己内酯为75/25和50/50两种比例下,在质量分数为4%,6%,8%和10%纺丝液浓度下通过静电纺丝制备纳米纤维膜。 方法：扫描电镜样品经表面喷金后在10 kV加速电压下观察纤维膜的形貌。在万能材料测试机测试其断裂强度和断裂伸长率。采用MTT法测试猪髋动脉内皮细胞在纳米纤维膜上的黏附与增殖情况。 主要观察指标：静电纺纳米纤维膜的纤维形态、力学性能及生物相容性。 结果：通过扫描电镜观察发现由质量分数为6%聚(左旋乳酸-己内酯) (50/50)制备的纤维膜具有更好的纤维形态,且直径分布均匀;拉伸力学测试显示由聚(左旋乳酸-己内酯) (50/50)制备的纤维膜比聚(左旋乳酸-己内酯) (75/25)具有更高的断裂伸长率,但断裂应力较低;细胞生物相容性实验表明猪髋动脉内皮细胞在质量分数为6%和8%聚(左旋乳酸-己内酯) (50/50)的纳米纤维膜上更能有效的黏附与增殖。 结论：纺丝液质量分数为6%的聚(左旋乳酸-己内酯) (50/50)制得的纳米纤维膜各项性能较优。     

聚(左旋乳酸-己内酯)/ Fe3O4取向超细纤维的制备及生物相容性

背景：在静电纺过程中利用磁场效应的方法更适合制备载有磁性纳米粒子的取向纤维。但当前的研究多限于水溶性聚合物材料的电纺。 目的：通过相转移方法制备均匀分散有Fe3O4磁性纳米粒子的聚(左旋乳酸-己内酯)溶液,在外加磁场作用下通过静电纺技术制备聚(左旋乳酸-己内酯)/Fe3O4定向排列复合纤维,体外接种猪髋动脉内皮细胞,初步观察细胞相容性。 设计、时间及地点：对比观察实验,于2008-06/2008-10在东华大学化学化工与生物工程学院生物科学研究所生物材料与组织工程实验室完成。 材料：聚(左旋乳酸-己内酯)无规共聚物(50∶50,Mw30~40万)由日本 Nara Medical University提供;猪髋动脉内皮细胞由中国科学院细胞所提供。 方法：采用相转移法将水相中的Fe3O4磁性纳米粒子转移至有机溶剂中,制备聚(左旋乳酸-己内酯)/ Fe3O4的溶液,利用磁场对Fe3O4磁性纳米粒子的牵引作用,静电纺制备取向超细纤维。 主要观察指标：通过扫描电镜对纤维进行表面形态、取向度进行分析,采用透射电镜分析Fe3O4磁性纳米粒子在纤维中分散和分布情况。在复合Fe3O4磁性纳米粒子的聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺纤维膜上体外接种猪髋动脉内皮细胞,采用 MTT法检测纤维膜上细胞的黏附和增殖能力以评价其生物相容性。 结果：通过添加乳化剂油酸钠成功得到分散均匀的Fe3O4磁性纳米粒子三氯甲烷溶剂。扫描电镜结果表明在磁场的影响下,静电纺得到的纤维表面光滑、无明显珠状物分布;排列方向沿磁场磁力线分布,取向度良好。透射电镜结果显示Fe3O4磁性纳米粒子在静电纺超细纤维中分散度良好。细胞生物相容性结果显示制备的载有磁性纳米粒子的聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺超细纤维细胞黏附率优于纯聚(左旋乳酸-己内酯)纤维;其细胞增殖率与纯聚(左旋乳酸-己内酯)静电纺超细纤维接近。 结论：含有一定浓度的Fe3O4磁性纳米粒子的聚(左旋乳酸-己内酯)溶液,在外加磁场的作用下,静电纺得到的纤维排列方向沿磁场磁力线分布,取向度极佳,且具有良好的细胞相容性。     

PEA静电纺纳米纤维膜的制备及生物相容性研究

背景:现有组织工程用材料存在着生物相容性不好,降解时间不理想等问题,PEA是可降解生物材料领域有非常广阔应用前景一种新的的族群,其造价便宜,却有远比现有合成可吸收纤维好很多的生物相容性和降解性能。目的:本文首次采用静电纺丝方法制备了PEA（Poly ester-amide）纳米纤维。PEA是一种新型可降解高分子材料,在很多生物医学领域有较好的应用前景。通过PEA纳米纤维进行性能检测,为静电纺PEA纳米纤维应用于组织工程和生物医学领域提供前期研究。设计、时间及地点: 实验于2007-07/2008-07在东华大学生物研究所生物材料与组织工程实验室完成方法:采用静电纺技术制备PEA纳米纤维膜,用扫描电镜（SEM）观察纳米纤维的表面形貌,红外光谱(FT-IR) 表征PEA的化学结构;X射线衍射法(XRD)表征其晶体结构的变化;差示扫描量热法(DSC)表征其热力学特性;力学性能测试表征其断裂强度和断裂伸长率;用MTT法检测其生物相容性。结果: 随着浓度的增加,纤维的直径由10wt%时的180 nm递增到20wt%时的350 nm;FT-IR测试表明其化学结构在纺丝前后保持了一定的稳定性;XRD测试表明PEA在经过溶剂处理和纺丝后,结晶度下降;平均厚度为（0.5+0.05）mm的PEA纳米纤维膜的平均断裂强度和平均断裂伸长率分别达到（1.0+0.18）Mpa,和（18.20+2.86）%;MTT结果表明内皮细胞在PEA纳米纤维膜上增值活跃, 内皮细胞在纤维表面黏附并显示出良好的生长形态;结论:通过性能表征和生物相容性研究,PEA在组织工程支架材料方面有很好的应用前景     

静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的细胞相容性

摘要 背景：有报道以生物可降解的胶原盘或聚L-乳酸、聚羟基乙酸、聚L-乳酸/聚羟基乙酸共聚物等作为骨骼肌组织工程的支架材料,各有优缺点,不能完全满足骨骼肌组织工程的需要。 目的：探讨静电纺丝纳米纤维膜作为骨骼肌组织工程支架材料的可行性。 方法：制备7种不同组分的静电纺丝纳米纤维膜,以其浸提液为培养基培养第3代SD乳鼠成肌细胞,以含体积分数20%新生小牛血清的F12培养基培养的为对照。采用MTT法和扫描电镜检测成肌细胞在各组材料的黏附及生长情况。 结果与结论：各组分静电纺丝纳米纤维膜吸光度值与对照组间差异无显著性意义(P > 0.05)。各组分静电纺丝纳米纤维膜组成肌细胞黏附率差异有显著性意义(P < 0.05)。扫描电镜与上述结果一致。含70%聚乳酸+20%蚕丝蛋白+10%胶原组成电纺丝纳米纤维膜组可见大量成肌细胞黏附,呈梭形,两极伸展,排列规律,效果最好。其他各组细胞少,形态不规则,似衰退期成肌细胞。提示静电纺丝纳米纤维膜无细胞毒性,对成肌细胞的增殖无影响,成肌细胞能良好地黏附;以70%聚乳酸+ 20%蚕丝蛋白+10%胶原组分效果最佳。 关键词：聚乳酸;蚕丝蛋白;胶原;成肌细胞;静电纺丝技术;纳米纤维膜;组织工程 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2011.12.020     

胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜在生物医学工程中的应用

背景：胶原蛋白-壳聚糖复合纳米纤维膜以其优异的力学性能和良好的组织细胞相容性而成为近年来科学研究的热点。 目的：总结胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜在生物医学工程中的应用进展。 方法：以“胶原蛋白、壳聚糖、复合纳米纤维膜、胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜、collagen/chitosan、compound Nanofiber membrane、collagen/chitosan compound nanofiber membrane、development of research” 为检索词,应用计算机检索Pubmed数据库、Elsevier数据库、万方数据库1993-01/2010-05关于胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜研究的相关文章,对53篇文献进行分析。 结果与结论：研究表明,将胶原蛋白/壳聚糖共混,在不同条件下交联,其共混复合物在力学性能方面较单一的胶原蛋白有一定的改善,其共混膜可以作为较小软骨缺损的修复的支架材料。研究证实胶原蛋白/壳聚糖复合纳米纤维膜有着优异的力学性能、很好的组织细胞相容性和生物可降解性。文章从胶原蛋白和壳聚糖单一生物材料的缺陷性、复合纤维膜的优势及其在生物医药工程中的应用方面进行了探讨。     

电纺载盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸纳米纤维膜制备以及性能表征

背景：由于良好的疗效和较低的不良反应,局部药物控制释放系统防止感染正在引起越来越多的关注。而静电纺丝制得的高分子纳米纤维,是一种良好的载药材料。 目的：使用静电纺丝技术制备载不同含量盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸载药纳米纤维膜,着重观察其抑菌性能和细胞相容性。 方法：以15~20 kV的电压,0.3~0.5 mL/h的流速使用静电纺丝技术制备载不同含量盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸载药纳米纤维膜。通过扫描电镜观察纳米纤维膜的形貌。检测载药率,绘制药物释放曲线,并用改良的Kirby-Bauer实验来观察载药纳米纤维膜的体外抑菌性能。用MG-63细胞来检测纳米纤维膜的生物相容性。 结果与结论：载不同含量盐酸四环素的聚乳酸-聚乙醇酸载药纳米纤维直径均在360~470 nm之间。且载药率都可以达到80%以上。载药量为10%的纳米纤维突释最大。载药纳米纤维膜可以有效的抑制金黄色葡萄球菌的生长但是对于MG-63细胞的黏附和增殖没有明显的不良影响。相比较而言,载药量为3%和5%的载盐酸四环素纳米纤维膜对于防止引导组织再生术后感染而言是较好的选择。 关键词：盐酸四环素;聚乳酸-聚乙醇酸;静电纺丝;纳米纤维;载药 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.25.018     

新型纳米纤维支架的细胞生物相容性◆

背景：高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架具有适合血管平滑肌细胞黏附、增殖的多级孔径结构,具有良好的细胞生物相容性。 目的：探讨高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架的细胞相容性。 方法：根据支架的制作工艺不同分为传统支架组、新型纳米纤维支架组两组,另设单纯细胞组为对照组。采用组织块贴壁法体外原代培养兔主动脉平滑肌细胞并进行传代,用3~6代细胞作为实验用种子细胞。应用WST-1法测定平滑肌细胞黏附率、增殖力,光镜及扫描电镜观察细胞形态,评估支架的细胞生物相容性。 结果与结论：高孔隙率聚己内酯纳米纤维支架对细胞形态无明显影响,新型支架上的种子细胞黏附、增殖及代谢活性情况较传统支架好。提示,高孔隙率聚己内酯静电纺丝纳米纤维支架具有较高的细胞相容性。     

比较电纺β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜与聚乳酸、聚丙交酯/乙交酯膜的生物相容性

背景：以往有很多学者通过发泡法将β-磷酸三钙与明胶复合得到引导组织再生材料，但将其采用静电纺丝技术制成纤维膜的报道很少。 目的：制备新型引导组织再生膜，并比较其与聚乳酸，聚丙交酯/乙交酯膜的细胞毒性。 方法：采用静电纺丝法制备β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜，通过扫描电子显微镜对纤维膜表面进行观察。通过MTT实验对电纺β-磷酸三钙/明胶膜与聚乳酸，聚丙交酯/乙交酯膜的细胞毒性进行对比。 结果与结论：新型电纺β-磷酸三钙/明胶膜为多孔状，β-磷酸三钙颗粒呈结节状附着在明胶纤维表面，纤维直径平均为400~500 nm，分布比较集中，大多在200~500 nm之间。与聚乳酸，聚丙交酯/乙交酯膜及阴性对照之间细胞毒性差异无显著性意义(P > 0.05)。说明新型电纺β-磷酸三钙/明胶引导组织再生膜细胞毒性较低，基本符合生物材料安全性的要求，有望成为新型的引导组织再生膜材料之一。 关键词：明胶；β-磷酸三钙；聚乳酸；聚丙交酯/乙交酯；引导组织再生；静电纺丝；生物相容性 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2010.16.014     

多孔聚乙烯醇/明胶软骨组织工程支架复合材料的制备及其生物相容性☆

背景：以明胶为基体制备的组织工程支架材料具有良好的生物相容性和生物降解性能,但存在力学性能低,降解速率难以控制的缺陷。 目的：制备一种软骨组织工程支架材料多孔聚乙烯醇/明胶复合物,并检测其理化性能和生物相容性。 方法：采用乳化发泡法制备聚乙烯醇/明胶多孔支架,并通过电镜分析、力学测试、皮下植入实验,检测材料孔径和孔隙率、IR光谱、力学性能和生物相容性。 结果与结论：多孔材料内部呈三维网状多孔结构,孔径均匀,有相似的孔隙率61.8%,含水率44.6%,抗拉强度为(5.01± 0.03) MPa,抗压强度为(1.47±0.36) MPa,有较好的力学性能,IR光谱分析表明材料内部结构均匀。皮下植入后,炎症反应逐渐减轻,囊壁逐渐变薄,并趋于稳定,提示多孔聚乙烯醇/明胶支架材料具有较好的生物相容性和力学性能。     

Angioneural Crosstalk in Scaffolds with Oriented Microchannels for Regenerative Spinal Cord Injury Repair

The aim of our work is to utilize the crosstalk between the vascular and the neuronal system to enhance directed neuritogenesis in uniaxial guidance scaffolds for the repair of spinal cord injury. In this study, we describe a method for angioneural regenerative engineering, i.e., for generating biodegradable scaffolds, produced by a combination of controlled freezing (freeze-casting) and lyophilization, which contain longitudinally oriented channels, and provide uniaxial directionality to support and guide neuritogenesis from neuronal cells in the presence of endothelial cells. The optimized scaffolds, composed of 2.5 % gelatin and 1 % genipin crosslinked, were characterized by an elastic modulus of ~51 kPa and longitudinal channels of ~50 μm diameter. The scaffolds support the growth of endothelial cells, undifferentiated or NGF-differentiated PC12 cells, and primary cultures of fetal chick forebrain neurons. The angioneural crosstalk, as generated by first forming endothelial cell monolayers in the scaffolds followed by injection of neuronal cells, leads to the outgrowth of long aligned neurites in the PC12/endothelial cell co-cultures also in the absence of exogenously added nerve growth factor. Neuritogenesis was not observed in the scaffolds in the absence of the endothelial cells. This methodology is a promising approach for neural tissue engineering and may be applicable for regenerative spinal cord injury repair.     

Preparation of polypyrrole-embedded electrospun poly(lactic acid) nanofibrous scaffolds for nerve tissue engineering

Polypyrrole(PPy) is a biocompatible polymer with good conductivity. Studies combining PPy with electrospinning have been reported; however, the associated decrease in PPy conductivity has not yet been resolved. We embedded PPy into poly(lactic acid)(PLA) nanofibers via electrospinning and fabricated a PLA/PPy nanofibrous scaffold containing 15% PPy with sustained conductivity and aligned topography. There was good biocompatibility between the scaffold and human umbilical cord mesenchymal stem cells as well as Schwann cells. Additionally, the direction of cell elongation on the scaffold was parallel to the direction of fibers. Our findings suggest that the aligned PLA/PPy nanofibrous scaffold is a promising biomaterial for peripheral nerve regeneration.     

小口径生物型人工血管移植后的血管壁重构☆

背景：人工血管相对人体血管最大的优势就是来源丰富,经过生物化改造的人工血管,其特性更接近人体血管,移植后自体化程度也较高。 目的：观察新型小口径生物型人造血管移植后1.5年内不同时期实验犬的生存、生活状况,移植材料的组织相容性、移植血管壁重构的组织病理学变化。 方法：以猪血管为基材,经交联固定,多方位去抗原,共价结合肝素,以及偶联可黏附、富集生长因子的特定多肽等系列生化处理而制成的一种高抗凝的人造血管,管径3.5~4.5 mm。建立犬颈总动脉-人造血管端端连续缝合的动物模型,1.5年内不同时期切取标本,做病理组织学检查。 结果与结论：切取标本发现,移植血管与周围组织粘连少、疏松。病理组织学检查：移植后8周,镜下开始发现宿主组织通过人造血管孔隙长入血管腔内参与移植血管新内膜的形成,移植后12周,镜下于吻合口处,可见新内膜表面有不连续的内皮细胞生长,移植后6个月,通畅的人造血管整段管腔内面均可见内皮细胞生长。移植后12个月,移植血管管壁VG染色尚可见支架层内有大量胶原纤维和毛细血管生长,原先的支架结构已部分被宿主血管壁组织取代。移植后18个月,原先的支架结构已大部分被宿主血管壁组织取代。说明新型小口径生物型人造血管新内膜形成早且完整,自然内皮化相对满意,血管壁重构和血管支架的再生能力强,生物相容和稳定性好。     

5000/3－羟基丁酸与3－羟基己酸共聚酯在心血管组织工程中应用的试验研究（英文自译）

背景：可降解聚合材料3-羟基丁酸与3-羟基己酸共聚酯(3-hydroxybutyrate-co- 3-hydroxyhexanoate, PHBHHx)具有良好的机械性能和生物可降解性。 目的：在体研究PHBHHx的血管内生物相容性。 方法：采用脱细胞羊肺动脉为支架,以PHBHHx涂层,构建复合补片,植入新西兰兔腹主动脉内,以脱细胞未涂层羊肺动脉片作为对照。分别于植入后第1,4,12周取出移植补片进行组织学、免疫荧光染色、扫描电镜和钙含量测定。 结果与结论：复合补片管腔面光滑无血栓,内膜增生适度,再细胞化完全;免疫荧光染色可见新生内膜组织中类内皮细胞呈CD31阳性反应,单层连续排列,间质细胞呈平滑肌肌动蛋白阳性反应;复合补片的钙含量明显低于未涂层羊肺动脉片。说明PHBHHx的血管内生物相容性满意,是心血管组织工程较为理想的腔内涂层材料。     

组织工程化类金刚石膜复合材料与人血管内皮细胞的相容性研究

目的：验证纳米相类金刚石薄膜复合材料与人血管内皮细胞相容性,为组织工程化机械瓣膜材料的构建提供依据。 方法：利用脉冲激光沉积法在人工心脏机械瓣膜上沉积纳米相类金刚石薄膜,将人脐静脉血管内皮细胞与纳米相类金刚石薄膜复合材料体外复合培养。倒置显微镜及扫描电镜观察细胞在材料表面的生长、附着情况;MTT 法检测细胞在材料上增殖情况;同时分别测定人脐静脉血管内皮细胞在类金刚石薄膜材料和空白对照组中一氧化氮及前列环素分泌水平,以评价其活性。 结果：人脐静脉血管内皮细胞能在纳米相类金刚石薄膜复合材料上良好地黏附、增殖、生长。人脐静脉血管内皮细胞分泌一氧化氮和前列环素水平在类金刚石薄膜材料和空白对照组没有显著性差异(P > 0.05),说明纳米相类金刚石薄膜材料对人脐静脉血管内皮细胞的活性没有影响。 结论：纳米相类金刚石薄膜复合材料具有良好的细胞相容性,有可能作为组织工程化机械瓣膜材料。     

Plasma and platelet fibrinogen differ in gamma chain content

The polypeptide chain composition of fibrinogen and crosslinked fibrin from normal platelets and plasma has been compared by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Fibrinogen was prepared from a lysate of normal human platelets by ethanol precipitation and by antifibrinogen immunoaffinity chromatography. While the A alpha chains of platelet fibrinogen appeared to be somewhat degraded, the electrophoretic mobilities of purified platelet and plasma fibrinogen B beta and gamma chains were the same. Crosslinked fibrin was prepared from platelet and plasma fibrinogen and gamma chain dimers identified by their electrophoretic mobility, incorporation of the lysine analog dansyl cadaverine during crosslinking, and by reaction with antifibrinogen antibody in Western blots. Platelet crosslinked fibrin had a different polypeptide chain composition than that of plasma crosslinked fibrin with absence of the gamma 50-gamma 57.5 dimer in the platelet fibrin. This finding indicates that the gamma 57.5 chain, which constitutes 5% of total normal plasma fibrinogen gamma chains, is either absent or present in markedly reduced amounts in platelet fibrinogen.