摘要：模拟心肌细胞外基质(ECM)的组织结构和电生理特性,构建具有导电性和超顺磁响应性的三维多孔纳米纤维复合材料支架,为细胞黏附、增殖和分化提供有利的微环境。以明胶为壳层、聚乳酸为芯层,并在各层中引入四氧化三铁纳米颗粒,采用共轴静电纺丝技术,制备纳米纤维薄膜;将其粉碎并与碳纤维混合,经冷冻干燥和交联处理,得到三维多孔支架。用扫描电镜和透射电镜观察支架形貌及结构,用四探针仪测定支架的电导率,用振动样品磁强计测量支架磁滞回线,用万能材料试验机检测支架材料的压缩应力-应变曲线;根据质量和体积计算支架密度,根据支架吸水前后质量计算吸水率。用CCK-8和Western Blot,分析细胞在支架上的活性及功能。支架内部呈多孔蜂窝结构,孔隙间相互贯通;当碳纤维含量为0、1、3、5 mg/mL时,支架密度分别为73.07、72.56、65.88、63.34 mg/cm^3,吸水率分别为1 164.60%、1 186.48%、1 284.84%、1 323.66%;电导率分别为0、0.008 8、0.246 7、2.662 5 s/m,最大磁饱和强度分别为3.68、3.15、2.45、2.90 emu/g,抗压缩能力也相应提高。上述复合材料支架能够显著促进心肌细胞成熟相关蛋白Cx43和RhoA的表达,诱导心肌细胞向成熟分化。三维多孔电磁复合支架同时具有超顺磁性和导电性,微观上具有纳米纤维网络和多孔结构,并通过碳纤维的复合,使力学性能得到显著提高,支持心肌细胞生长并促进其成熟。
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