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广东工业大学闵永刚:多功能PCL/LIG/ZIF-8复合纳米纤维的制备及其在骨缺损修复中的应用

学术动态    2022-07-21 16:46

DOI: 10.1016/j.ijbiomac.2022.06.183

 

聚己内酯(PCL)纳米纤维具有一系列优点,是骨组织工程的理想材料。对于骨缺损临床治疗而言,PCL基纳米纤维除了要达到黄金标准外,还需要具有抗炎、抗菌、增强骨再生和修复等多种功能性。在此,研究者通过将ZIF-8负载到电纺PCL/木质素(PCL/LIG)纳米纤维上,成功开发了多功能PCL/LIG/ZIF-8复合纳米纤维。所制备的复合纳米纤维具有较好的润湿性和良好的降解率,以及源自掺入的LIG和负载的ZIF-8的优异抗氧化应激和抗菌性能。此外,由于LIG和ZIF-8的协同作用,复合纳米纤维呈现出出色的成骨分化能力,这在生物矿化实验和实时定量聚合酶链反应中得到了验证。结果表明,PCL/LIG/ZIF-8复合纳米纤维作为医疗保健行业的潜在选择,在骨缺损治疗方面具有广阔的应用前景。

 

图1.PCL/LIG/ZIF-8复合纳米纤维的制备示意图。

 

图2.(a)所有样品的FESEM图像和(b)水接触角。

 

图3.(a)PCL、LIG、PCL/LIG和PCL/LIG/ZIF-8复合材料的FT-IR光谱和降解率。

 

图4.不同纳米纤维在有无H2O2诱导下的细胞活性(*p<0.05,**p<0.01)。

 

图5.不同样品的抗菌活性:(a)以106 CFU/mL的细菌浓度接种于表面的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌;(b)培养24小时后对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率。

 

图6.(a)接种在不同样品上的rBMSCs于不同天数的MTT值(*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001);(b)在不同样品上培养的rBMSCs的FITC(绿色)染色肌动蛋白荧光图像。

 

图7.(a)不同样品上的rBMSCs成骨诱导后第14天的代表性ALP染色和第21天的ARS染色,(b)在不同样品上培养7天和14天的细胞的ALP活性,(c)不同样品第14天和第21天的钙沉积。

 

图8.RT-qPCR检测第7天和第14天不同样品的成骨基因表达。