【背景介紹】
靜電紡纖維在各種生物醫學應用中扮演著越來越重要的有靜角色，如組織工程，電紡藥物輸送和診斷。絲纖神經當與生物效應器和細胞結合時，相變電紡絲纖維在與神經組織接合并促進軸突再生中顯示出很大的材料促進長材潛力。在神經接口的突生情況下，靜電紡絲纖維已裝載藥物或神經營養因子，料牛然后作為神經電極的有靜生物活性涂層和神經植入物使用，以增強神經元突起的電紡生長或減少組織反應和神經膠質增生。據報道，絲纖神經神經生長因子（NGF）受控釋放以促進神經突生長的相變溫度調節系統。
【成果簡介】
近日，材料促進長材佐治亞理工學院夏幼南（通訊作者）團隊對上述系統進行了研究，突生該系統基于使用同軸電噴霧制造的料牛微粒，外部溶液含有相變材料（PCM）并且內部溶液包含有效載荷。有靜當溫度保持在PCM的熔點以下時，由于通過固體基質非常緩慢的擴散而沒有釋放。在升高溫度以略微超過熔點時，封裝的有效負載可以容易地從熔化的PCM中釋放。 利用相變的可逆性，可以通過開/關加熱循環以脈沖模式釋放有效負載。通過將用NGF和近紅外染料共色的微粒夾在兩層電紡纖維之間以形成三層構建體，評估了控釋系統在神經組織工程中的潛在用途。 在用近紅外激光進行光熱加熱后，NGF釋放，具有良好的生物活性以促進神經突生長。通過選擇PCM，生物效應器和腳手架材料的不同組合，該控制釋放系統可以應用于各種生物醫學應用。相關內容以題為“Integration of Phase-Change Materials with Electrospun Fibers for Promoting Neurite Outgrowth under Controlled Release”發表在了Advanced Functional Materials上。
【圖文導讀】
圖1 顯微分析
A）用于制造在核心區域中含有有效載荷的PCM微粒的同軸電噴射裝置示意圖
B，C）分別為裝載羅丹明B的微粒的光學和熒光顯微鏡圖像
D，E）分別為裝載有FITC-BSA的微粒的熒光顯微鏡圖像和SEM圖像
圖2 從PCM微粒中釋放各種類型的有效載荷
A）分別在37℃和40℃連續加熱時從顆粒中累積釋放FITC-BSA（n = 3）
B）分別在37和40℃加熱3分鐘后從顆粒中釋放的HRP的量，并且重復五次（n = 3）
C）在40℃加熱3分鐘從TMB與從粒子釋放的HRP之間的反應衍生的藍色產物的UV-vis吸收光譜
D）藍色產物依賴時間的吸光度變化的典型曲線
圖3 光熱效應和從PCM微粒釋放有效載荷
A）紅外圖像顯示溫度的升高使照射時略微超過PCM的熔點
B,C）B）FITC-BSA和C）激光照射時顆粒的累積釋放
D）藍色產物依賴時間的吸光度變化的典型曲線
【小結】
該研究展示了生物效應物受控釋放的溫度依賴系統的制造。該系統基于使用同軸電噴霧產生的微粒，以直接將有效載荷（一個或多個）封裝在PCM矩陣內。這種簡單和多功能的系統可以通過切換到PCM，生物效應器和腳手架材料的不同組合，很容易地應用于各種生物醫學應用。
文獻鏈接：Integration of Phase-Change Materials with Electrospun Fibers for Promoting Neurite Outgrowth under Controlled Release（Adv. Funct. Mater.,2018,DOI:10.1002/adfm.201705563）
本文由材料人生物材料組Allen供稿，材料牛整理編輯。
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