聚羟基丁酸酯羟基丁酸酯聚乙二醇氧化石墨烯组(3)
2.5.3 细胞Live/Dead 染色结果 共培养第7 天的扫描电镜显示,P34HB 组细胞呈球状分布于纤维丝,未出现明显的细胞铺展及伪足伸出;P34HB/PEG 组细胞与纤维丝融合,但数量较少;P34HB/PEG/GO 组细胞铺展,细胞与纤维丝融合,伪足伸出,见图8。共培养第7 天的Live/Dead 染色显示,P34HB组出现大量红色荧光(死亡细胞),P34HB/PEG 及P34HB/PEG/GO 组红色荧光明显减少,见图8。经image pro plus 6.0 计算,P34HB 组、P34HB/PEG 组、P34HB/PEG/GO 组的细胞存活率分别为(41.)%,(81.)%,(93.)%。
3 讨论 Discussion
此次实验基于3 种材料的各自特点,合理采用共混方法对P34HB 材料的亲水性做出明显改善。采用静电纺丝方法所获得的复合静电纺丝支架具备一定的力学强度,结构稳定,具有相对粗糙的表面形貌,可促进细胞的黏附、增殖,有较为理想的细胞存活效率。
对于静电纺丝,3 组前驱液在转子不同速度下的表现不同,可证明均为非牛顿流体,可进行静电纺丝。前驱液体分子量过低的聚合物溶液黏度较低,可导致成丝效果差,但黏度过高将引起液体表面张力增加,然而只有静电力大于溶液的表面张力时才能形成喷射细流,对于表面张力大的液体,采用加入表面张力低的溶剂或添加表面活性剂以降低表面张力,保证静电纺丝顺利进行。P34HB/PEG 的黏度值升高有利于成丝,但表面张力增大需要更大的电场强度进行电纺,进一步容易造成静电击穿,而GO 因氧化而引入的官能团同时具有亲水和亲油特性,可以吸附在液体界面降低表面张力[24-25],已作为表面活性剂有所应用[26]。并且黏度随着GO加入继续升高,表明GO 添加后不仅能够保持前驱液的黏性,也可以降低前驱液表面张力,使前驱液在电场力作用下被拉伸,纺丝成膜。高导电性的液体在电场作用下会变得不稳定,而导电能力太低会导致射流,因而得不到电场力的充分拉伸,难以得到均匀的纤维,P34HB/PEG 电导率大,易发生静电击穿,随着GO的加入虽然降低了电导率,但能维持静电纺丝稳定进行。
在静电纺丝非稳定段,纤维丝束可因为同性相斥作用互相远离而分散,同时高黏度与高电导率在静电纺丝过程中相互拮抗,因此P34HB/PEG 与P34HB 支架的纤维直径无明显差别。GO 添加后成为具有高黏度、低张力、较低导电率的前驱液,虽然低张力和低电导率互为拮抗,但高黏度有利于静电纺丝,因此P34HB/PEG/GO 支架的纤维直径有效降低,与现有研究结果相同[27],并可引起单位面积内的支架中纤维数量增加,纤维之间相互固定点增加,导致纤维丝之间相互滑移作用减少,获得更强的稳定性,应变率降低,与力学表征结果一致。并且GO 添加后支架表面变得粗糙,相当于增加了更多与细胞接触的面积,这将促进细胞黏附等生物行为[28],粗糙度已作为医疗材料必须考虑的重要一环[29-30]。
在3 种支架材料与骨髓间充质干细胞共培养条件下,MTT 检测、Alamar blue 及Live/Dead 染色结果表明P34HB/PEG 材料较P34HB 更利于细胞的黏附、增殖,说明PEG 对细胞生长、增殖有促进作用[31-32]。对于细胞黏附情况,材料的亲疏水特性具有很重要的作用,尤其此次实验中PEG 明确改善了P34HB 的亲水性,然而亲水性极强时不利于蛋白质吸附,从而对细胞黏附产生不利情况,而疏水性表面与非黏附蛋白接触将阻碍黏附蛋白的吸附,同时吸附在表面的黏附蛋白由于吸附不可逆,使蛋白质分子链中与细胞膜表面整合素结合位点无法暴露而影响黏附行为。虽然有研究表明PEG 有减少细胞黏附的作用,但此次实验中MTT 检测共培养的1,3,6 h 各时间段,P34HB 组弱于P34HB/PEG 组与P34HB/PEG/GO组,PEG 明显改善了亲水性,GO 的添加除了依旧保留亲水特性外还可提供更多的活性基团[33],增加细胞黏附能力,并且GO 加入后有增效作用[34-35]。并且有研究证明,PEG 在与其他生物高聚物合用时对干细胞的黏附、增殖均有积极作用[36-38]。关于细胞增殖情况,共培养第1 天时P34HB 组与P34HB/PEG组无明显差异,P34HB 组低于较P34HB/PEG/GO 组,说明PEG与P34HB 共混后有促进细胞增殖的趋势和潜力,但GO 的添加具有明确的促进增殖作用,第4 天后P34HB/PEG 组明显优于P34HB 组,但小于P34HB/PEG/GO 组,说明PEG 与P34HB共混对细胞增殖的促进作用逐渐明确,在GO 添加后更优于P34HB/PEG 组,至第7 天后P34HB/PEG 组相较于P34HB 组无明显差别,但P34HB/PEG/GO 组仍明显优于其他2 组,说明单纯P34HB 支架在共混后所具备的增益效果不足以长期维持,而GO 的添加可使支架具备持续促进增殖作用。Live/Dead 染色中P34HB/PEG/GO 支架细胞依旧保持较高的存活率。
文章来源:《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/qikandaodu/2021/0224/609.html