血管内皮層の足場としての細胞マトリックス相互作用を強化したエレクトロスピンポリカプロラクトン/ゼラチン複合材料

組織工学の足場とその後の組織再生の製造中、特に内皮機能障害修復には、細胞の接着、拡散、および増殖に表面の生物活性が不可欠です。この論文では、合成ポリマーポリカプロラクトン（PCL）を4つの異なる重量比で天然ポリマーゼラチンとブレンドし、その後架橋しました（つまり、100：0、70：30、50：50、30：70、PCL-C、P7G3-c、p5g5-c、およびp3g7-c）は、増強された生物活性と調整可能な機械的特性を与えるため。PCL/ゼラチンブレンドは、最初に2,2,2-トリフルロエタノール（TFE）および補助酢酸（TFEと比較して1％）に溶解し、エレクトロスピニングを行い、次に架橋してPBSを防ぐ繊維状足場を生成しました。走査型電子顕微鏡写真（SEM）は、各サンプルの繊維が滑らかで均一であり、ゼラチンの含有量が増加すると繊維の直径が1.01±0.51μmから1.61±0.46μmに増加することを示しました。ブレンドの熱抵抗と結晶化は、ゼラチンの存在の影響を受けましたが、微分スキャン熱量測定（DSC）の結果に反映されているように、水接触角（WCA）テストにより、足場表面がより疎水性になることが確認されました。引張試験では、PCL-CおよびP7G3-C足場がヒト冠動脈の動脈に匹敵する機械的特性を持っていることが示されました。細胞適合性に関しては、骨格染色画像が、ヒト間葉系幹細胞（HMSC）がPCL/ゼラチン足場にPCL足場よりも優れた結合部位を持っていることを示しました。細胞増殖アッセイにより、P7G3-C足場がHMSCのほとんどをサポートできることが明らかになりました。この研究の結果は、特に創傷ドレッシングと内皮再生における、組織工学分野での電気紡糸PCL/ゼラチン足場の強化された細胞マトリックス相互作用と潜在的な使用を実証しました。

During the fabrication of tissue engineering scaffolds and subsequent tissue regeneration, surface bioactivity is vital for cell adhesion, spreading, and proliferation, especially for endothelium dysfunction repair. In this paper, synthetic polymer polycaprolactone (PCL) was blended with natural polymer gelatin at four different weight ratios followed by crosslinking (i.e., 100:0, 70:30, 50:50, 30:70, labeled as PCL-C, P7G3-C, P5G5-C, and P3G7-C) to impart enhanced bioactivity and tunable mechanical properties. The PCL/gelatin blends were first dissolved in 2,2,2-trifluroethanol (TFE) and supplementary acetic acid (1% relative to TFE) solvent, electrospun, and then cross-linked to produce PBS-proof fibrous scaffolds. Scanning electron micrographs (SEM) indicated that fibers of each sample were smooth and homogeneous, with the fiber diameters increasing from 1.01±0.51μm to 1.61±0.46μm as the content of gelatin increased. While thermal resistance and crystallization of the blends were affected by the presence of gelatin, as reflected by differential scanning calorimetry (DSC) results, water contact angle (WCA) tests confirmed that the scaffold surfaces became more hydrophilic. Tensile tests showed that PCL-C and P7G3-C scaffolds had mechanical properties comparable to those of human coronary arteries. As for cytocompatibility, skeleton staining images showed that human mesenchymal stem cells (hMSCs) had more favorable binding sites on PCL/gelatin scaffolds than those on PCL scaffolds. Cell proliferation assays revealed that P7G3-C scaffolds could support the most number of hMSCs. The results of this study demonstrated the enhanced cell-matrix interactions and potential use of electrospun PCL/gelatin scaffolds in the tissue engineering field, especially in wound dressings and endothelium regeneration.