电纺纳米羟基磷灰石/聚酯酰胺复合支架材料的制备及其细胞相容性

背景:采用静电纺丝技术将功能性无机纳米微粒复合高分子超细纤维,形成类细胞外基质结构和功能的复合支架材料是骨组织工程支架领域一个新的研究方向。目的:通过静电纺丝法构建纳米羟基磷灰石/脂肪族聚酯酰胺复合纤维支架材料,并初步考察其细胞相容性。方法:以静电纺丝法制备纳米羟基磷灰石/脂肪族聚酯酰胺超细纤维支架材料,通过扫描电镜、原子能谱等表面形貌的物相分析,进行细胞在复合材料上的形态学观察。结果与结论:通过静电纺丝法成功制备出纳米羟基磷灰石/脂肪族聚酯酰胺超细纤维复合材料,成骨细胞直接培养于材料上呈现良好生长行为,初步证实了复合支架材料的细胞相容性。说明静电纺丝技术在构建类骨细胞外基质结构和功能的仿生复合材料方面具有独特优势,电纺超细纤维复合材料有望成为新型的骨组织工程支架。     

静电纺壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维的细胞相容性

目的:静电纺是一种使带电荷的聚合物溶液或熔体在静电场中射流来制备聚合物纳米级纤维的加工方法,采用此种技术制备壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维,并观察其细胞相容性.方法:实验于2006-11/2007-10在东华大学化学化工与生物工程学院生物材料与组织工程实验室完成.①支架材料制备:以六氟异丙醇/三氟乙酸为溶剂体系,采用静电纺制备复合纳米纤维,其中壳聚糖/胶原蛋白的质量比分别为100:0,80:20,50:50,20:80与0:100.②细胞相容性观察:体外接种猪髋动脉内皮细胞,苏木精-伊红染色法观察细胞形态,MTT法检测细胞黏附和增殖情况.结果:猪髋动脉内皮细胞在壳聚糖/胶原蛋白复合纤维表面贴附牢固,外形饱满,多呈长梭形,具有良好的生长形态;MTT法结果显示纳米纤维能够有效地促进内皮细胞在材料表面的黏附和增殖,质量比为20:80材料组细胞黏附、增殖能力最强,其次为50:50组.结论: 静电纺壳聚糖/胶原蛋白复合纳米纤维具有良好的细胞相容性,可望成为一种新型的组织工程支架材料.     

生物交联剂京尼平对静电纺明胶纳米纤维膜改性的影响

背景:生物高分子纳米纤维膜极不稳定,易水解,所以需要进行交联改性.而以往所采用的交联剂具有一定的细胞毒性,降低了材料的生物相容性.目的:用生物交联剂京尼平对静电纺明胶纤维膜进行交联处理,观察交联产物的理化性能和生物相容性.设计、时间及地点:观察性实验,于2008 03/10在东华大学生物材料与组织工程研究实验室完成.材料:将交联剂京尼平按质量比为0.0%,2.5%,5.0%,7.5%,10%加入明胶溶液中共混,通过静电纺制各纳米纤维膜.方法:扫描电镜样品纤表面喷金后在10 kV加速电压下观察纤维表面的形貌.在万能材料测试机测试其拉伸力学性能.采用MTT法测试猪动脉血管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:其混静电纺明胶纳米纤维的形态结构,力学性能、生物相容性.结果:通过扫描电镜观测发现京尼平共混交联的明胶纳米纤维尺寸略有增大,当京尼平含量为5.0%时,纤维直径最大,增大了约200 nm;力学测试显示材料的力学性能在添加京尼平之后有了明显提高,当京尼平含量为5.0%时,应力达到了(2.45±0.09)MPa,应变达到了(3.85±0.57)%;生物相容性实验表明猪动脉血管内皮细胞在经京尼平处理过的明胶纳米纤维膜上能有效地黏附与增殖.结论:含有京尼平的明胶纳米纤维膜各项理化性能都有了显著的提高,与猪动脉血管内皮细胞复合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,在不吲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彤貌.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鼍分数为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.     

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

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。     

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

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。     

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.     

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。     

静电纺丝聚乳酸复合物纳米纤维材料与小鼠神经干细胞的生物相容性

背景：聚乳酸聚乙醇酸支架材料广泛应用于组织工程学领域,但其细胞黏附性较差、缺乏活性功能基团以及疏水性较强等缺点限制了其进一步的发展和应用。目的：观察小鼠神经干细胞与静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇共聚物纳米纤维支架材料的体外相容性。方法：自孕15 d CD-1小鼠胚胎大脑皮质分离培养小鼠神经干细胞。静电纺丝法制备聚乳酸聚乙醇酸和聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇纳米纤维支架材料,扫描电镜观察材料结构;取第5代神经干细胞分别接种于聚乳酸聚乙醇酸和静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇纳米纤维支架材料上,进行体外培养。结果与结论：扫描电镜检测显示,两种支架材料呈现相互交联的多孔网状结构。聚乳酸聚乙醇酸组和静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇组纤维直径和孔隙率差异无显著性意义（P 〉0.05）。CCK-8检测显示,两种材料无明显细胞毒性。神经干细胞在支架材料中生长良好,两组吸光度值均随培养时间延长而增大,两组在培养1,3,5,7,9,11 d吸光度值差异均有显著性意义（P 〈0.05）。两组材料培养3,6,9 h,静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇组的细胞黏附率明显高于聚乳酸聚乙醇酸组（P 〈0.05）。Hoechst染色显示两组细胞核质均染,形态正常,静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇组细胞数量明显多于聚乳酸聚乙醇酸组（P 〈0.05）。扫描电镜观察显示,与聚乳酸聚乙醇酸组相比,静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇组神经干细胞在支架上的生长情况和基质分泌更好。结果说明,静电纺丝法制备的静电纺丝聚乳酸聚乙醇酸/聚乙二醇纳米纤维支架细胞生物相容性良好,安全无毒,具备合适的孔径和孔隙率,适宜神经干细胞生长,是一种适用于组织工程优质的支架载体。     

静电纺纳米纤维用于组织工程支架

目的:描述静电纺支架的性质对细胞生长行为的影响及其在伤口敷料和皮肤、软骨、骨、血管、神经等组织工程领域的应用,介绍静电纺与其他支架相结合的制备方法,为开发理想的组织工程支架提供参考。资料来源:应用计算机检索Pubmed数据库1998-01/2007-01关于静电纺制备组织工程支架方面的相关文章,检索词为"electrospinning,tissue engineering scaffolds,nanofiber",并限定文章语言种类为英语。资料选择:对资料进行初审,选取包括静电纺丝和组织工程支架的文献。排除标准:综述和重复实验。资料提炼:共收集到65篇静电纺制备组织工程支架相关文献,54篇纳入符合标准的文献,排除11篇综述。资料综合:静电纺纳米纤维直径、亲水性及纤维取向对细胞生长行为有影响。静电纺组织工程支架在伤口敷料和皮肤、软骨、骨、血管、神经等组织工程领域具有广泛应用研究,研究包括天然材料、合成材料的各种材料在可纺基础上的生物相容性。结论:静电纺纳米纤维能最大程度仿生细胞外基质的结构,孔隙率高,通过多种材料的静电纺研究及其生物相容性研究,有望得到适用不同组织的支架材料。     

Preparation of poly(lactic acid)/graphene oxide nanofiber membranes with different structures by electrospinning for drug delivery

Nanofiber membranes display promising potential in biomedical fields, especially as scaffolds for drug delivery and tissue engineering. The structures and components of nanofibers play crucial roles in improving the mechanical properties and drug-releasing performance of nanofiber membranes. In this work, poly(lactic acid) (PLA)/graphene oxide (GO) nanofiber membranes with different structures (single-axial and co-axial structure) were prepared by electrospinning. The morphologies, structures, and mechanical properties of the as-prepared nanofiber membranes were characterized and compared. Furthermore, the drug-releasing performance of the as-prepared nanofiber membranes with different structures was evaluated by using an organic dye (Rhodamine B, RhB) as a drug model. Results show that the addition of GO not only significantly improved the thermal stability and mechanical properties of the PLA nanofiber membranes, but also promoted the cumulative release and release rate of RhB from nanofiber membranes. At the same GO concentration, the nanofiber membrane with the co-axial structure displayed a higher tensile strength and Young''s modulus, but exhibited a lower cumulative release and release rate. The formation of the co-axial structure is beneficial in suppressing the initial burst release of RhB from nanofiber membranes.

PLA/GO nanofiber membrane with the co-axial structure exhibited the improved mechanical properties, which is also beneficial to separately loading different drugs in core-/sheath-structure and suppressing the initial burst release of drugs.     

羊膜脱细胞基质的制备及其生物相容性

目的:羊膜是一种天然的细胞外基质,具有抗原性低、排异反应小特点.实验拟进行羊膜脱细胞基质的制备,观察其作为组织工程支架材料的生物相容性.方法:实验于2007-03/08在河北医科大学解剖教研室实验中心完成.实验材料:4～6周龄健康清洁级SD大鼠,体质量100～ 150 g,由河北医科大学实验动物中心提供.实验过程中对动物处置符合动物伦理学标准.新鲜人羊膜取自石家庄市第四医院,采取前征得产妇知情同意,实验经医院伦理委员会批准.实验方法:①取新鲜人羊膜冲洗后以1%tritonX-100溶液振荡24 h,0.25%胰蛋白酶37 ℃振荡4 h,充分漂洗,冷冻干燥,环氧乙烷消毒,并进行苏木精-伊红染色和扫描电镜检测.②体外分离培养SD大鼠骨髓间充质干细胞,并复合培养于羊膜脱细胞基质上,以不含细胞的培养基作为空白对照,以普通培养基培养作为阴性对照,倒置显微镜下观察生长情况,并进行苏木精-伊红检测.四甲基偶氮唑盐法测定羊膜脱细胞基质浸提掖对骨髓间充质干细胞毒性;将羊膜脱细胞基质植入SD大鼠背部皮下,检测其组织相容性.结果:①制备的羊膜脱细胞基质为白色菲薄、半透明的膜状物,柔韧性好,经苏木精-伊红和扫描电镜检测无细胞残留.苏木精-伊红染色可见羊膜表面细胞黏附生长良好,细胞伸展,形态与正常培养细胞无差异.②实验组第2、4、6、8天的吸光度值低于对照组,相对增殖率随培养时间延长而增加,平均相对增殖率为89.5%,细胞毒性评分均为1级.③皮下埋置术后动物全部成活,伤口无红肿、渗液等炎症反应,移植物均未见坏死、纤维化等.光镜下,术后1周移植物周围可见以淋巴细胞为主的炎症细胞浸润,羊膜卷尚完整;术后2周,淋巴细胞减少,偶见新生毛细血管;术后4周,部分移植物已经降解,基本未见淋巴细胞.结论:经去污剂和酶消化法制备的羊膜脱细胞基质生物相容性良好,是一种理想的组织工程支架材料.     

Bacteriophage nanofiber fabrication using near field electrospinning

M13 bacteriophage (phage) nano- and microfibers were fabricated using electrospinning. Using liquid crystalline suspension of the phage, we successfully fabricated nano- and microscale pure phage fibers. Through a near field electrospinning process, we fabricated the desired phage fiber pattern with tunable direction and spacing. In addition, we demonstrated that the resulting phage fibers could be utilized as an electrostatic-stimulus responsive actuator. The near field electrospinning would be a very useful tool to design phage-based chemical sensors, tissue regenerative materials, energy generators, metallic and semiconductor nanowires in the future.

Using liquid crystalline suspension of the phage, we successfully fabricated nano- and microscale pure phage fibers. Through a near field electrospinning process, we fabricated the desired phage fiber pattern with tunable direction and spacing.     

Fabrication of a polyvinylidene fluoride cactus-like nanofiber through one-step electrospinning

Surface modification of fibers has attracted significant attention in different areas and applications. In this work, polyvinylidene fluoride (PVDF) cactus-like nanofibers were directly produced via electrospinning at a high relative humidity (RH) of 62%. The formation mechanism of the cactus structure was demonstrated. The effects of the RH on the fabrication of the cactus structure, crystalline phases, mechanical properties, hydrophobicity, and piezoelectric properties of the PVDF nanofibers were investigated. The results showed that the cactus-like nanofibers have a high crystallinity (ΔX_c), and an outstanding water contact angle (WCA), as well as good electrical outputs. We believe that the PVDF cactus structure can be used in many applications such as energy harvesting and self-cleaning surfaces.

A novel PVDF cactus-like nanofiber was directly electrospun. The mechanism of formation, properties, and possible applications were demonstrated.     

热致相分离法制备聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯纳米纤维支架及其表征

背景:由微生物合成的聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯(polyhydroxybutyrate-hydroxyvalerate,PHBV)是聚羟基脂肪酸酯的一种,具有良好的生物相容性和机械强度。目的:探讨热致相分离法制备PHBV纳米纤维支架的方法及结晶行为。方法:采用扫描电镜、广角X射线衍射、红外光谱和差示扫描量热分析分析基质的结构。结果与结论:凝胶温度对纳米纤维的结晶和热性质有很大的影响。当凝胶温度较高时,PHBV纳米纤维的结晶度和晶粒尺寸随着凝胶温度的降低而减小,而且随着凝胶温度的降低,其结晶的有序性增加。说明温度对PHBV支架形貌和结构的影响可能对PHBV支架的性质-包括生物降解性和对细胞活性的生物应答反应有一定的积极意义。     

呼吸机膜材料的选择及其生物相容性

背景：随着医学和组织工程技术发展,各种生物材料相继出现,如何选择合适的膜材料成为人工肺技术发展的关键。目的：评价各种呼吸机膜生物材料的应用性能,寻找合适的呼吸机膜材料。方法：采用电子检索的方式,在万方数据库（http：//www.wanfangdata.com.cn/）中检索1991-01/2011-12有关生物材料应用于呼吸机膜的研究文章,关键词为＂膜式,人工肺,生物材料＂。排除内容重复、普通综述及Meta分析类文章。共纳入20篇文献进行评价,中文文献11篇,英文文献9篇。结果与结论：目前人工肺膜的结构形式已从最初的卷筒式、平板折叠式发展到今天广为采用的微孔中空纤维膜式。用于制造中空纤维的材料主要为一些成纤性能良好的高分子材料,如聚丙烯、聚醚砜等。膜式人工肺可以提高气体交换能力和生物相容性。随着高新材料的开发、基础研究的深入和临床经验的积累,人工肺必将开创治疗重症呼吸系统疾患的新局面。     

胶原-壳聚糖复合材料的制备及生物安全性检测

目的:制备胶原-壳聚糖复合细胞载体,并对该载体进行系统的生物学性能检测。方法:实验于2003-07/2006-06在天津市医药科学研究所完成。将胶原溶液和壳聚糖溶液按照一定比例(9∶1)混匀,交联后真空冷冻干燥,制成胶原-壳聚糖复合载体,对该载体进行复合材料性状及理化性能检测。并采用急性全身毒性试验、皮内刺激试验、皮肤致敏试验、溶血试验、细胞毒性试验和致突变试验进行生物学性能检测。结果:①胶原-壳聚糖复合材料具有三维立体多孔结构,适合细胞的三维生长,能为新生组织提供良好的支架。②急性全身毒性试验、皮内刺激试验均阴性,致敏率仅为6.25%,细胞毒性为0级,无诱变能力。结论:从仿生学角度出发,制备出可生物降解的胶原-壳聚糖复合材料,经过系统的生物学评价发现,胶原-壳聚糖复合材料具有良好的生物安全性,对机体无毒,不致突变,对细胞有较强的亲和作用,利于细胞生长和分化。     

多孔止血淀粉的制备及其生物相容性

背景：目前临床应用的能对实质脏器迅速止血并且对其功能无影响的止血材料仍存在止血速度慢、具有毒性及价格昂贵等缺陷。 目的：制备一种多孔止血淀粉，观察其在动物体内的生物相容性。 设计、时间及地点：随机对照动物实验，于2008—03／04在解放军第三军医大学实验动物中心完成。 材料：甘薯淀粉在淀粉酶作用下水解，并经交联、表面活性处理后，制成多孔止血淀粉。 方法：健康KM小鼠60只随机分成实验组和对照组，每组30只。所有动物在右股划出长约1cm，深约0．5cm的条形切口，实验组将1g无菌多孔止血淀粉填入其中，对照组不填塞。 主要观察指标：埋植后2，4，6，8，14d，2组各取6只，观察一般状况，检测血常规、肝肾功能及体液免疫学指标，并观察局部组织形态学变化。 结果：制备的多孔止血淀粉为球径约15μm大小的白色球状颗粒，表面布满直径约为1μm的小孔．小孔由表面向中心深入，孔的容积占颗粒体积50％左右。实验组和对照组血生化和免疫学等指标无显著差异（P〉0．05），肝肾组织切片显示无明显炎症反应，手术区肌肉组织第2天有少量炎性细胞浸润．4d后无明显炎症反应，未见明显纤维细胞包膜。 结论：动物体内实验显示，多孔止血淀粉无急慢性毒性、无排斥反应、无免疫反应、无过敏反应，具有良好的生物相容性。