Name: 静电纤维聚合物支架用于组织工程和细胞培养 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2009-10-21T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 8 s
Description: 了解静电纺丝技术制备光反应性透明质酸纤维支架的方法，用于组织工程和细胞培养。该技术通过光图案化和多聚合物支架形成实现定制化孔隙结构，促进细胞浸润和组织分布。

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本工作获得了美国心脏协会博士前奖学金对 JLI 的资助以及美国国立卫生研究院基金 R01AR056624 的支持。

A. 单一聚合物静电纺丝
<ol>
 <li>在配制静电纺丝溶液之前，将光引发剂Irgacure 2959（I2959）溶于去离子水中，于37°C条件下搅拌数天，制成0.5 wt%的溶液。若未使用光反应性聚合物，则此步骤可省略。</li>
 <li>将甲基丙烯酰化透明质酸（MeHA，合成方法参见Burdick et al.）、聚环氧乙烷（PEO，900 kDa）和I2959溶于去离子水中，配制终浓度为2 wt% MeHA、3 wt% PEO和0.05 wt% I2959的溶液。使用涡旋振荡器混合至溶液澄清。此步骤中可根据所需支架特性调整聚合物种类与浓度以及所用溶剂。</li>
 <li>将溶液转移至注射器中，并在末端安装一根18号、6英寸长的平头针头。</li>
 <li>设定注射泵以1.2 mL/hr的速率推注液体。将注射器和针头装入设备中。</li>
 <li>将高压电源的接地端连接至收集装置。若需收集随机分布的纤维，使用平板金属板；若需收集取向排列的纤维，则使用以约10 m/s转速旋转的芯轴。将高压电源的正极导线连接至针头。静电纺丝装置的示意图见图1。</li>
 <li>调节针头或收集装置，使二者之间保持15 cm的距离。</li>
 <li>启动注射泵的液体流动。当观察到针尖出现液滴时，开启电源并将电压设定为22 kV。</li>
 <li>收集完成后（薄层薄膜需数分钟，较厚纤维膜可达24小时），从收集装置上取下支架，并在真空条件下干燥过夜，以确保溶剂完全去除。</li>
 <li>采用扫描电子显微镜（SEM）观察纤维形貌，图1展示了取向排列与非取向排列结构的代表性支架。</li>
</ol>
注意：样品流速、收集装置距离和电压取决于聚合物与溶剂的组合，必须针对每个系统进行优化，通常通过扫描电镜观察支架形态来实现。
B. 光交联与光图案化
<ol>
 <li>从支架膜上切取 5 mm × 5 mm 的样品。</li>
 <li>将每个支架放置在覆盖有铝箔的载玻片上，将光掩模直接置于支架上，再覆盖一张干净的载玻片，并用长尾夹夹紧两端，以完成交联前的准备。注意：每次可同时处理四个样品；若无需图案，可使用无图案的透明膜进行交联。</li>
 <li>将组装好的支架置于氮气环境中进行吹扫。保持体系无氧至关重要，因为氧气可能抑制交联反应。</li>
 <li>将支架组件放入氮气环境中，在波长为 365 nm、光强约为 10 mW/cm2 的平行光照射下处理 5 分钟。参见图 2中的示意图。</li>
 <li>取出每个支架，放入 12 孔板中。</li>
 <li>向每孔加入 2 mL 去离子水，用封口膜密封培养板以防止水分蒸发，并在 37°C 下孵育 24 小时。期间更换水三次。</li>
 <li>在光学显微镜下观察孔隙形成情况（示例见图 2）。支架现已准备就绪，可供使用。</li>
</ol>
注意：许多类型的聚合物不需要光交联，但光图案化只能用于光反应性聚合物。
C. 双聚合物静电纺丝结合荧光纤维可视化
<ol>
 <li>将 PEO（200 kDa）溶于 90% 乙醇中，配制 5 wt% 的溶液。在静电纺丝前，于 50°C 下以 700 rpm 的速度搅拌至少 2 小时。</li>
 <li>将 PEO 溶液转移至注射器中，并加入 DAPI，使电纺溶液中 DAPI 的终浓度为 10 mg/mL。用铝箔包裹注射器以避光。</li>
 <li>配制与步骤 A2 相同的溶液，但额外加入甲基丙烯酰氧乙基硫代氨基甲酰基罗丹明 B（MeRho，683.24 g/mol），使电纺溶液中 MeRho 的终浓度为 25 μM。用铝箔包裹注射器以避光。</li>
 <li>小心使用透明胶带将甲基丙烯酸化玻璃盖玻片（参见 Khademhosseini et al.）固定在收丝辊表面。注意：纤维将锚定在甲基丙烯酸化玻璃盖玻片上。</li>
 <li>取一段长度为 5 mm、带有鲁尔锁扣接头的硅胶管，将其一端连接至其中一个注射器，另一端连接至针头。将注射器插入注射泵，并将针头穿过风扇上的孔。在收丝辊另一侧的注射器和风扇上重复此操作。风扇沿收丝辊长度方向移动，用于确保所得支架中两种聚合物的均匀分布。参见 图 3 中的示意图。</li>
 <li>根据 表 1 适当调整第 A 节中所述参数。确保针尖位于收丝辊中心位置。 
 表 1. 双聚合物静电纺丝参数 
 <table border="1" cellspacing="0" cellpadding="0">
<tbody> 
<tr>
<td>注射器 </td>
<td>风扇至针尖距离 (cm)</td>
<td>针尖至收丝辊距离 (cm)</td>
<td>流速 (mL/hr)</td>
<td>施加电压 (kV)</td>
 </tr>
 <tr>
<td>MeHA</td>
<td>6</td>
<td>15</td>
<td>1.2</td>
<td>+22</td>
 </tr>
 <tr>
<td>PEO</td>
<td>6</td>
<td>10</td>
<td>1.2</td>
<td>+15</td>
 </tr>
</tbody>
 </table> 
</li>
 <li>当所有部件正确对齐后，关闭光源，启动收丝辊和注射泵。移除注射器上的铝箔。当两个针尖处均可见液体时，同时开启电源并接通风扇电源。</li>
 <li>收集完成后，关闭电源和收丝辊，并拔掉风扇电源。使用刀片小心移除盖玻片和胶带。</li>
 <li>使用配备罗丹明和 DAPI 滤光片的荧光显微镜观察纤维。参见 图 3 中的示例。注意：荧光纤维在较短时间（<3 分钟）内电纺时最清晰可见，但此过程可无限延长以制备更厚的结构，尤其是在不使用玻璃盖玻片的情况下。</li>
</ol>
D. 在支架上接种细胞
<ol>
 <li>将每个带有电纺聚合物的盖玻片分别放入适当大小的多孔板的各个孔中。注意：通过在甲基丙烯酸化玻璃盖玻片上进行电纺丝，可清晰观察细胞与纤维的相互作用。此外，MeRho 可再次用于纤维的可视化。</li>
 <li>将支架在 PBS 中孵育过夜，以确保完全去除溶剂及任何可能浸出的副产物。</li>
 <li>从各孔中移除 PBS。</li>
 <li>为对支架进行灭菌，将其置于超净台内的杀菌灯下照射 30 分钟。若对完整支架进行接种，则需将支架翻面，再置于杀菌灯下照射 30 分钟。</li>
 <li>进行标准的细胞培养，并制备所需细胞密度的浓缩细胞悬液（例如，6,000 个细胞/cm-2）。例如，对于 22 mm × 22 mm 的盖玻片，使用 100 mL 细胞悬液。将样品放入培养箱中孵育 1 小时。</li>
 <li>向每个孔中加入适量的细胞培养基。将支架重新放回培养箱中。</li>
 <li>使用市售的活/死细胞染色试剂盒对细胞进行染色。注意：也可采用其他类型的细胞染色方法，如 DAPI（细胞核染色）和荧光标记的鬼笔环肽（用于显示肌动蛋白应力纤维），以实现细胞的可视化。</li>
 <li>使用配备 TRITC 和 FITC 滤光片的荧光显微镜观察细胞和纤维。示例见图 4。</li>
</ol>
代表性结果：
<img src="/files/ftp_upload/1589/1589figure1tmb.jpg" border="0" alt="静电纺丝方法、聚合物溶液装置；非取向与取向纳米纤维支架示意图。" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="图1"> 图1. 示意图显示非取向支架（顶部）和取向支架（底部）的装置设置。展示了每种类型支架的扫描电子显微镜图像。比例尺 = 5μm。请<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1589/1589figure1.jpg">点击此处</a>查看图1的放大版本。
<img src="/files/ftp_upload/1589/1589figure2tmb.jpg" border="0" alt="静电纺丝支架紫外光刻工艺、光掩模应用、图案化凝胶形成示意图。" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="图 2"> 图 2. 图案化方法示意图。通过在光交联过程中将光掩模置于光源与支架之间形成图案，随后洗去未反应的聚合物。光掩模及支架在成孔并冻干后的扫描电镜图像。比例尺 = 100 μm。请<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1589/1589figure2.jpg">点击此处</a>查看图 2 的放大版本。
<img src="/files/ftp_upload/1589/1589figure3tmb.jpg" alt="静电纺丝装置示意图，显示聚合物流速；纤维形成的显微图像。" border="0" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="图3"> 图3. 多聚合物静电纺丝装置的示意图及所需加工参数，以及两种纤维群体混合物的代表性荧光图像（示例：红色MeHA和蓝色PEO），二者同时进行静电纺丝以形成多聚合物支架。比例尺 = 100 μm。请<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1589/1589figure3.jpg">点击此处</a>查看图3的放大版本。
<img src="/files/ftp_upload/1589/1589figure4tmb.jpg" border="0" alt="显示细胞的荧光显微镜图像，绿色荧光标记突出显示蛋白质表达。" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="图4"> 图4. 人源间充质干细胞及其与电纺纤维相互作用的活/死染色示例图像。比例尺 = 100 μm。请<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/1589/1589figure4.jpg">点击此处</a>查看图4的放大版本。

<ol><li>Burdick, J. A., Chung, C., Jia, X., Randolf, M. A., Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controlled+degradation+and+mechanical+behavior+of+photopolymerized+hyaluronic+acid+networks%5BTitle%5D)+AND+%22Biomacromolecules%22%5BJournal%5D)">Controlled degradation and mechanical behavior of photopolymerized hyaluronic acid networks.</a> Biomacromolecules. 6, 386-391 (2005).</li>
<li>Baker, B. M., Gee, A. O., Metter, R. B., Nathan, A. S., Marklein, R. A., Burdick, J. A., Mauck, L. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+potential+to+improve+cell+infiltration+in+composite+fiber-aligned+electrospun+scaffolds+by+the+selective+removal+of+sacrificial+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The potential to improve cell infiltration in composite fiber-aligned electrospun scaffolds by the selective removal of sacrificial fibers.</a> Biomaterials. 29, 2348-2358 (2008).</li>
<li>Ifkovits, J. L., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review%3A+Photopolymerizable+and+degradable+biomaterials+for+tissue+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering%22%5BJournal%5D)">Review: Photopolymerizable and degradable biomaterials for tissue engineering applications.</a> Tissue Engineering. 13, 2369-2385 (2007).</li>
<li>Khademhosseini, A., Eng, G., Yeh, J., Fukuda, J., Blumling, J., Langer, R., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Micromolding+of+photocrosslinkable+hyaluronic+acid+for+cell+encapsulation+and+entrapment%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed+Mater+Res+A%22%5BJournal%5D)">Micromolding of photocrosslinkable hyaluronic acid for cell encapsulation and entrapment.</a> J. Biomed Mater Res A. 79A, 522-532 (2006).</li>
<li>Mauck, R. L., Baker, B. M., Nerurkar, N. L., Burdick, J. A., Li, W. J., Tuan, R. S., Elliott, D. M., M, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Engineering+on+the+Straight+and+Narrow%3A+The+Mechanics+of+Nanofibrous+Assemblies+for+Fiber-Reinforced+Tissue+Regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Engineering+B%22%5BJournal%5D)">Engineering on the Straight and Narrow: The Mechanics of Nanofibrous Assemblies for Fiber-Reinforced Tissue Regeneration.</a> Tissue Engineering B. 15, 171-193 (2009).</li>
<li>Sill, T. J., Von Recum, H. avon <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospinning%3A+applications+in+drug+delivery+and+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering.</a> Biomaterials. 29, 1989-2006 (2008).</li>
<li>Sundararaghavan, H. G., Metter, R. B., Burdick, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrospun+fibrous+scaffolds+with+multi-scale+and+photopatterned+porosity%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Electrospun fibrous scaffolds with multi-scale and photopatterned porosity.</a> , Forthcoming (2009).</li>
</ol>

采用静电纺丝技术从聚合物制备纤维支架。以透明质酸为基础的光交联支架作为示例，其交联过程需要光照。通过使用反应性大分子单体（如MeHA），并在光交联过程中使用掩膜，将先前已证明可增强细胞分布的通道结构引入支架中，从而形成宏观和微孔支架。此外，利用我们自行设计的装置，可同时进行两种不同聚合物的静电纺丝。通过在每种纺丝溶液中添加荧光染料，并随后使用荧光显微镜观察，验证了两种不同纤维群体的存在。与单一聚合物静电纺丝支架相比，多聚合物支架可用于增强细胞分布，并更精确地调节支架的力学性能和降解特性，以适应特定应用需求。此外，已成功实现支架的灭菌及细胞接种。上述多种技术具有良好的通用性，可用于多种不同聚合物，以制备适用于组织工程和细胞培养的多样化支架。

<table><tbody><tr><td>DAPI</td><td> 试剂</td><td>Invitrogen</td><td>D1306</td><td></td></tr><tr><td>I2959</td><td>试剂</td><td>Ciba Specialty Chemicals</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PEO 200 kDa</td><td></td><td>Polysciences, Inc.</td><td>17503</td><td></td></tr><tr><td>PEO 900 kDa</td><td>试剂</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>189456</td><td></td></tr><tr><td>Methacryloxethyl thiocarbamoyl rhodamine B</td><td>试剂</td><td>Polysciences, Inc.</td><td>23591-100</td><td>用DMSO配制储备液</td></tr><tr><td>Live/Dead染色试剂盒</td><td>试剂</td><td>Invitrogen</td><td>L3224</td><td>包含Calcein（使活细胞呈绿色）和乙啶同源二聚体（使死细胞呈红色）</td></tr><tr><td>注射泵</td><td>设备</td><td>KD Scientific</td><td>KDS100</td><td>双聚合物纺丝需使用两台</td></tr><tr><td>电源</td><td>设备</td><td>Gamma High Voltage</td><td>ES30P-5W</td><td>双聚合物纺丝需使用两台</td></tr><tr><td>电机</td><td>设备</td><td>Triem Electric Motors, Inc</td><td>0132022-15</td><td>必须连接至定制芯轴</td></tr><tr><td>转速计</td><td>设备</td><td>Network Tool Warehouse</td><td>ESI-330</td><td>用于监测芯轴转速</td></tr><tr><td>带准直适配器的Omnicure紫外点光源固化系统</td><td>设备</td><td>EXFO</td><td>S1000</td><td></td></tr><tr><td>硅胶管</td><td>设备</td><td>McMaster-Carr</td><td>51135K151</td><td></td></tr><tr><td>鲁尔锁母接头</td><td>设备</td><td>McMaster-Carr</td><td>51525K293</td><td></td></tr><tr><td>鲁尔锁公接头</td><td>设备</td><td>McMaster-Carr</td><td>51525K143</td><td></td></tr><tr><td>针头</td><td>设备</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-825-16H</td><td></td></tr><tr><td>盖玻片</td><td>设备</td><td>Corning</td><td>2875-22</td><td></td></tr></tbody></table>

用于组织工程与细胞培养的电纺纤维聚合物支架

Electrospinning Fibrous Polymer Scaffolds for Tissue Engineering and Cell Culture

随着组织工程领域的发展，人们迫切需要开发出更合适的材料和加工技术，以满足更为复杂器官和组织在力学性能和血管化等方面的需求。静电纺丝是一种常用的技术，可用于制备模仿天然细胞外基质结构和尺寸尺度的纤维支架。这些纤维支架也可用作细胞培养基质，因为纤维能够引导细胞行为，包括干细胞的分化（详见 Mauck 的全面综述）等和 Sill等有关更多信息）。在本文中，我们描述了聚合物电纺丝的一般过程，并以一个实例说明如何电纺一种具有光交联能力的反应性透明质酸（参见 Ifkovits等有关光交联材料的综述，请参见相关文献。我们还介绍了进一步的加工能力，例如光图案化和多聚合物支架的形成。光图案化可用于制造具有通道和多尺度孔隙结构的支架，以增强细胞浸润和组织分布。多聚合物支架有助于更好地调节支架的性能（如力学性能和降解性能），包括为细胞浸润定制的孔隙率。此外，这些技术还可拓展应用于多种聚合物和反应性大分子单体，以构建复杂的支架结构，提供实现成功组织工程构建体所必需的生物学信号。

本文介绍了用于组织工程和细胞培养的聚合物电纺丝技术。具体描述了具有光反应性大分子单体的电纺丝过程，以及进一步的光图案化和多聚合物电纺丝加工能力。

随着组织工程领域的发展，人们对开发更合适的材料和加工技术的需求日益增长，以应对……

本视频展示了静电纺丝聚合物技术，这是一种广泛用于组织工程和细胞培养的方法，可制备出模拟天然细胞外基质结构和尺寸尺度的纤维支架。在此，我们对一种具有光反应活性的透明质酸进行静电纺丝，该透明质酸可在光照条件下发生交联，并进一步介绍其他加工应用，例如光刻图案化，该过程可形成通道和支架结构以及多尺度孔隙，以增强细胞浸润和组织分布。此外，我们采用多聚合物支架成型技术，可在同一纤维膜中同时静电纺丝两种不同的聚合物，从而调控支架的力学性能和降解特性，并定制孔隙结构以促进细胞浸润。大家好，我是来自宾夕法尼亚大学生物工程系Jason Burdick实验室的Jamie Kovi。大家好，我是同样来自Burdick实验室的Harini Swin。今天我们将向您展示一种用于组织工程的静电纺丝纤维支架制备方法。我们还将介绍光刻图案化和多聚合物支架成型的附加加工能力。在实验室中，我们利用这些方法研究人源骨髓间充质细胞（HMSE）在透明质酸支架中的相互作用和浸润行为。此外，我们还结合多种其他聚合物采用这些技术，研究纤维增强组织，如半月板和心肌组织。那么我们开始吧。用去离子水配制0.5%（质量分数）的光引发剂溶液，将Irgacure 2959或I 2959在37摄氏度下溶解数天。如果电纺丝需要光敏性聚合物，则使用I 2 9 5 9。为制备电纺丝溶液，将以下成分在去离子水中混合至终浓度：2%（重量）甲基化透明质酸（MEHA）、3%（重量）聚环氧乙烷（PEO）和0.05%（重量）I 2 9 5 9，涡旋混匀5分钟，并在37°C下孵育过夜。待溶液完全溶解后，将其转移至注射器中，并在末端连接一根18号、6英寸长的钝头针头。接下来，使用注射泵并设置为以每小时1.2毫升的速率推出液体。将注射泵的针头插入注射泵中。将高压电源的接地导线连接到收集装置上。在此操作中，我们将使用以约10米/秒速度旋转的芯轴。为收集取向纤维，将正极导线连接至针头，并调整针头或收集装置，使两者之间保持15厘米的距离。启动注射泵，当观察到液体出现在针尖时，打开电源并将电压设定为22千伏。将纤维收集到支架上，直至达到所需厚度。收集时间取决于所需的厚度以及所用的电纺溶液体积。对于光刻图案化，我们使用电纺16小时制备的纤维膜。收集完成后，将支架从收集装置上取下，并在真空条件下储存过夜，以彻底去除溶剂。使用剪刀从支架膜上裁剪出5毫米×5毫米的样品。将每个支架置于覆盖有铝箔的载玻片上，以准备进行交联，并将光掩模直接放置在支架上方，再用干净的载玻片覆盖，并用长尾夹夹住两端固定。使用氮气室对支架进行吹扫，以防止因接触氧气而导致交联反应被抑制。将支架装置置于氮气室内，用带准直适配器的365纳米波长光（约10毫瓦/平方厘米）照射5分钟。取出每根支架，放入12孔组织培养板中。向每个孔中加入2毫升去离子水。轻轻拍打培养板，以防止水产生EVA畸变，并将培养板置于37摄氏度环境中24小时。每8小时更换一次水，在清洗间隔期间使用真空移液器从孔中吸去去离子水。在加热板上配制5%（质量分数）的PEO溶于90%乙醇的溶液。在操作前，于50摄氏度下以700转/分钟的速度搅拌至少两小时。搅拌后，加入DPI，使其终浓度为10微克/毫升。将PEO和DPI溶液转移至一支3毫升注射器中，并用铝箔包裹以避光。接着，制备第二节中所述的静电纺丝溶液，并加入甲氧基乙基生物碳摩尔棒domine B，使其终浓度为25 µM，用微量移液器加入3毫升注射器中，再用铝箔包裹以避光。使用透明胶带小心地将 22 毫米 × 22 毫米的甲基化玻璃盖玻片边缘固定在芯轴表面，使盖玻片贴合芯轴的周长。取一段 5 毫米长的硅胶管，一端连接带有鲁尔锁扣的注射器之一，另一端连接针头，将注射器插入注射泵，并将针头穿过风扇上的孔。扩口器用于调节心轴长度，以确保在最终支架中两种聚合物均匀分布。确保装有MEHA的注射器针尖位于心轴中心位置。将针尖定位在距离心轴15厘米处，并将扩口器设置在距针尖6厘米的位置。将注射泵程序设置为每小时输送1.2毫升，并将电源设定为22千伏。以完全相同的方式安装含有PEO的注射器，但将针尖置于距芯轴10厘米处，并将电源设定为15千伏。随后，关闭灯光，启动芯轴和注射泵。当两根针头尖端均可见液体时，取下注射器上的铝箔。收集完成后，同时打开电源并插上风扇。小心关闭电源和心轴，并拔掉风扇的插头。使用剃刀去除盖玻片和胶带。可在配备有用于观察rumine和dpi荧光滤光片的荧光显微镜下观察纤维。将每个带有附着电纺聚合物的盖玻片放入六孔板的独立孔中。将支架置于 2 毫升 PBS 中，在培养板中孵育过夜，以确保完全去除溶剂和污染物。24 小时后，用真空泵吸去 PBS，将支架置于超净台内的杀菌紫外灯下照射 30 分钟。为进行灭菌，按标准细胞培养操作制备所需细胞密度的浓缩细胞悬液。例如，对于 22 × 22 毫米的盖玻片，使用 100 毫升细胞悬液。放入培养箱中孵育一小时。向每个样品中加入适量的细胞培养基。将支架重新放回培养箱中。使用Invitrogen公司提供的市售活死细胞染色试剂盒对细胞进行染色，以便利用配备trissy和fitzy滤光片的荧光显微镜观察细胞和纤维。在接地的平板上收集的支架会产生随机分布的纤维，而在旋转芯轴上收集的支架则形成取向排列的纤维结构。在支架的光交联过程中，使用扫描电子显微镜观察时可生成取向排列的纤维。我们将光掩模置于支架与光源之间，此时支架已浸入去离子水中且含有未反应的甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）。未被光照到的区域中的聚环氧乙烷（PEO）被去除，通过荧光染料可明显观察到大孔结构的形成。同时进行甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）和聚环氧乙烷（PEO）的静电纺丝，可得到一种复合支架，其中含有由各自聚合物组成的 distinct 纤维群体。人肥大细胞（HMCs）似乎与纤维表现出良好的相互作用。它们不仅通过绿色染色可见其存活状态，而且似乎还定向排列，沿着红色纤维的方向整齐排列。我们刚刚向您展示了如何通过电纺丝技术制备用于组织工程的纤维支架。我们还引入了其他功能，例如光刻图案化和多聚合物静电纺丝。在进行此操作时，重要的是要记住，在尝试任何进一步的实验之前，应优化每种聚合物的静电纺丝参数，以形成均匀的纤维。就这样。感谢观看，祝您的实验顺利。

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Research

科研

JoVE Journal

Biology

生物学

静电纤维聚合物支架用于组织工程和细胞培养

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静电纺丝支架可在制备后进行加工，以用于组织工程应用。本文介绍了制备复杂结构支架的方法（通过连续纺丝）、制备更厚支架的方法（通过多层叠加并采用热处理或蒸汽退火）、实现无菌性的方法（无菌制备或制备后灭菌），以及获得适宜生物力学性能的方法。...

组织工程用静电纺丝纤维的后期加工处理

可生物相容的pH响应型溶胶-凝胶纳米传感器可被整合至聚（乳酸-共-乙醇酸）（PLGA）电纺支架中。所制备的自报告支架可用于 在 原位...

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用于组织工程应用的可调控形貌三维聚(ε-己内酯)支架的熔融电纺写入制备

本文演示了一种通过减压亚临界CO2流体，将传统的二维（2D）静电纺丝纳米纤维膜扩展为三维（3D）支架的技术。这些增强型支架具有三维结构，能够紧密模拟细胞的纳米级拓扑结构信号，并保持封装在纳米纤维内生物分子的功能。...

二维静电纺纳米纤维膜扩展为三维支架

组织工程的实验方法

了解静电纺丝技术制备光反应性透明质酸纤维支架的方法，用于组织工程和细胞培养。该技术通过光图案化和多聚合物支架形成实现定制化孔隙结构，促进细胞浸润和组织分布。

用于组织工程与细胞培养的电纺纤维聚合物支架

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