软骨素CS在生物材料领域的应用

纳米纤维支架

静电纺丝是一种制备纳米级连续纤维的技术，电纺纤维支架具有高表面积体积比值适合细胞附着，并促进营养供应和氧气的运输以促进细胞生长^[2]。Pezeshki-Modaress 等[^3]应用静电纺丝技术制备GEL-CS 纳米纤维支架，经过 CS 改良后的纳米纤维支架具有稳定性和高孔隙率，更近似于ECM 结构，人成纤维细胞可在支架上可呈梭形样附着并分布良好。

Bhowmick 等^[4]制备了 GEL-HA-CS 负载丝胶蛋白电纺纳米纤维支架，来模拟皮肤ECM 的微观结构和组成，研究表明纳米纤维支架可促进人成纤维细胞、角质形成细胞和骨髓间充质干细胞的粘附和增殖，从基因表达分析等实验证实角质形成细胞可刺激骨髓间充质干细胞分化，达到加快愈合、减少瘢痕的生物学功能。

CS 能够改良纤维支架的机械性能。Sadeghi 等^[5]制备了 CS 杂化纳米纤维支架，并且研究了不同CS 含量对纳米纤维的机械性能、生物学性能的影响。CS 比率为 15%时，这种纳米纤维在干燥状态下拉伸强度高达 4 MPa，在湿润状态下断裂伸长率比较高，增强韧性材料可增强临床应用的灵活性。Saporito等^[6]将 GEL-CS 纳米纤维制成植入贴片，并且负载血小板裂解物作为生长因子的来源，用于先天性心脏缺陷手术后的心脏修复。纳米纤维结构中 CS 的存在增强了贴片的弹性，适合体内适应心脏收缩。

实验中还发现纤维支架有效地促进了内皮细胞、心肌细胞的粘附和增殖，但没有明显刺激成纤维细胞的增殖,这一性能可协助年轻患者进行心肌修复，保持心肌细胞活力并减少手术后成纤维细胞生长失控导致的的胶原沉积。

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参考文献：

【1】田 雪，彭旭东* ，尹 娇，张冉冉.硫酸软骨素及衍生物在医药领域中的研究进展[J].. 临床医学进展, 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