軟骨素CS在生物材料領域的應用

納米纖維支架

靜電紡絲是一種制備納米級連續(xù)纖維的技術，電紡纖維支架具有高表面積體積比值適合細胞附著，并促進營養(yǎng)供應和氧氣的運輸以促進細胞生長^[2]。Pezeshki-Modaress 等[^3]應用靜電紡絲技術制備GEL-CS 納米纖維支架，經過 CS 改良后的納米纖維支架具有穩(wěn)定性和高孔隙率，更近似于ECM 結構，人成纖維細胞可在支架上可呈梭形樣附著并分布良好。

Bhowmick 等^[4]制備了 GEL-HA-CS 負載絲膠蛋白電紡納米纖維支架，來模擬皮膚ECM 的微觀結構和組成，研究表明納米纖維支架可促進人成纖維細胞、角質形成細胞和骨髓間充質干細胞的粘附和增殖，從基因表達分析等實驗證實角質形成細胞可刺激骨髓間充質干細胞分化，達到加快愈合、減少瘢痕的生物學功能。

CS 能夠改良纖維支架的機械性能。Sadeghi 等^[5]制備了 CS 雜化納米纖維支架，并且研究了不同CS 含量對納米纖維的機械性能、生物學性能的影響。CS 比率為 15%時，這種納米纖維在干燥狀態(tài)下拉伸強度高達 4 MPa，在濕潤狀態(tài)下斷裂伸長率比較高，增強韌性材料可增強臨床應用的靈活性。Saporito等^[6]將 GEL-CS 納米纖維制成植入貼片，并且負載血小板裂解物作為生長因子的來源，用于先天性心臟缺陷手術后的心臟修復。納米纖維結構中 CS 的存在增強了貼片的彈性，適合體內適應心臟收縮。

實驗中還發(fā)現纖維支架有效地促進了內皮細胞、心肌細胞的粘附和增殖，但沒有明顯刺激成纖維細胞的增殖,這一性能可協助年輕患者進行心肌修復，保持心肌細胞活力并減少手術后成纖維細胞生長失控導致的的膠原沉積。

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參考文獻：

【1】田 雪，彭旭東* ，尹 嬌，張冉冉.硫酸軟骨素及衍生物在醫(yī)藥領域中的研究進展[J].. 臨床醫(yī)學進展, 2020, 10(12): 2960-2973.

【2】Rieger, K.A.B., Nathan, P. and Schiffman, J.D. (2013) Designing Electrospun Nanofiber Mats to Promote WoundHealing—A Review. Journal of Materials Chemistry B, 1, 4531. https://doi.org/10.1039/c3tb20795a

【3】Rieger, K.A.B., Nathan, P. and Schiffman, J.D. (2013) Designing Electrospun Nanofiber Mats to Promote WoundHealing—A Review. Journal of Materials Chemistry B, 1, 4531. https://doi.org/10.1039/c3tb20795a

【4】Pezeshki-Modaress, M., Mirzadeh, H., Zandi, M., et al. (2017) Gelatin/Chondroitin Sulfate Nanofibrous Scaffolds forStimulation of Wound Healing: In-Vitro and In-Vivo Study. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 105,2020-2034. https://doi.org/10.1002/jbm.a.35890

【5】Bhowmick, S., Scharnweber, D. and Koul, V. (2016) Co-Cultivation of Keratinocyte-Human Mesenchymal Stem Cell(hMSC) on Sericin Loaded Electrospun Nanofibrous Composite Scaffold (Cationic Gelatin/Hyaluronan/ChondroitinSulfate) Stimulates Epithelial Differentiation in hMSCs: In Vitro Study. Biomaterials, 88, 83-96.

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2016.02.034

【6】Saporito, F., Sandri, G., Bonferoni, M.C., et al. (2018) Electrospun Gelatin(-)Chondroitin Sulfate Scaffolds Loadedwith Platelet Lysate Promote Immature Cardiomyocyte Proliferation. Polymers (Basel), 10, 208.https://doi.org/10.3390/polym10020208