PFCPCLBA纤维支架的构建及其应用

　　Bioact. Mater.：PFC/PCL-BA纤维支架的构建及其应用
　　DOI: 10.1016/j.bioactmat.2021.06.028
　　本研究提出了一种简单、有效、可行的方法来解决聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLGA）的收缩问题。结果表明，引入尺寸稳定的聚己内酯（PCL）作为核层纤维显着改善了PLGA基纤维支架的尺寸稳定性。研究者进一步利用鱼胶原蛋白修饰同轴纤维的PLGA壳层（PFC），并将黄芩苷（BA）负载到PCL核层（PCL-BA）中，从而赋予纤维支架更多的功能性生物线索。PFC/PCL-BA纤维支架可促进骨髓间充质干细胞的成骨分化，并刺激RAW264.7细胞极化为促修复表型。重要的是，体内试验表明PFC/PCL-BA支架可以调节炎症和破骨细胞分化，有利于促进新血管形成和骨再生。本研究将PLGA和PCL巧妙结合，建立了一种基于核壳纤维支架的血管化骨再生释药平台。
　　图1.a）纤维支架在液体介质中浸泡24h后的宏观照片；b）相应的面积维持率定量统计分析；c）纤维支架浸泡前后的SEM图像；d）核层和壳层之间的相互作用示意图（黑色箭头，轴向力；蓝色箭头，径向力）。
　　图2.a）PCL、PFC和PFC/PCL-BA纤维支架的SEM形貌；b）BA负载单轴PCL纤维和c）BA负载核壳结构PFC/PCL纤维的TEM图像；d-g）PFC/PCL-BA纤维的CLSM图像。
　　图3.纤维支架的机械性能：a）典型应变-应力曲线，b）拉伸应力，c）弹性模量和d）断裂伸长率；e）纤维支架的水接触角；f）PCL-BA、P/PCL-BA和PFC/PCL-BA纤维支架的BA释放性能。
　　图4.纤维支架的降解行为。a）PCL、PFC、PFC/PCL和PFC/PCL-BA纤维支架降解7天和14天后的SEM图像；b）不同纤维支架的相应重量损失。
　　图5.纤维支架上BMSCs和RAW264.7的细胞行为。a）BMSCs在纤维支架上的增殖；b）在纤维支架上培养14天后BMSCs中OPN和OCN基因的相对表达；c）在纤维支架上培养3天后BMSCs的CLSM图像；d）培养3天后M2表型（F4/80++CD206+）的极化率。
　　图6.1、3、7和14天后皮下植入的代表性H&E染色图像；右图为左图红框对应的高倍放大图。红色箭头表示血管，绿色箭头表示纤维化位置，黑色比例尺表示50μm。
　　图7.不同支架周围巨噬细胞的免疫荧光染色。皮下植入1d（a、b和c）和14d（d、e和f）后F4/80和CD206的阳性表达以及荧光强度。
　　图8.植入4周后大鼠颅骨修复效果：a）大鼠颅骨μ-CT全景图；b）缺损区新骨和小梁厚度（Tb.Th）分布图像；c）缺损区域中Tb.Sp的图像；d）BV/TV、Conn.D.、Tb.N和Tb.Sp的定量分析；e-h）植入8周后大鼠颅骨的相应修复效果。
　　图9.组织切片分析：a）颅骨样本的H&E染色；b）TRAP染色和相应的半定量统计（g，4周；h，8周）；c）植入8周后成骨细胞分化相关转录激活因子（Osterix）的免疫组织化学染色和（f）相应的半定量统计；d）植入8周后血管的荧光染色（α-SMA/DAPI）和（e）相应的半定量统计。H&E图像中的红色箭头表示血管；NB，新生骨。
　　图10.植入1周后利用Bulk-RNA-Seq和RT-PCR测定的RNA表达水平。a）PFC/PCL和PFC/PCL-BA中RNA表达谱的2D PCA；b）血管生成相关调节因子表达的热图；c）通过RT-PCR检测关键血管生成相关调节因子（Pecam1和Vegfa）的基因表达；d）破骨细胞分化正负调节因子表达的热图；e）通过RT-PCR检测破骨细胞分化相关调节因子（Tnfrsf11a和Ocstamp）的基因表达。
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