通过溶液吹纺法制备的载多西环素的聚己内酯纳米纤维在骨再生方面的物理化学和生物学评价

《In vitro models》：Physicochemical and biological evaluation of doxycycline-loaded polycaprolactone nanofibers produced by solution blow spinning for bone regeneration

　　

摘要

目的

采用ISO指导的体外方法，开发并评估了一种含有多西环素（DOX）的聚己内酯（PCL）纳米纤维垫的溶液，作为用于骨再生和局部抗生素输送的生物活性支架。

方法

将PCL溶液（12% m/v，冰醋酸）与2、4和8 mg/mL的DOX一起通过溶液吹纺法进行处理。测量了溶液的粘度和表面张力；使用扫描电子显微镜（SEM）和图像分析评估了纤维的形态和直径；傅里叶变换红外光谱（FTIR）验证了化学成分。根据ISO 10993-5:2009标准，使用MTT试验在L-929成纤维细胞中测试了材料提取物的细胞毒性。通过在SAOS-2细胞培养物中应用茜素红染色以及SEM-EDS分析钙和磷的沉积情况来评估其成骨生物活性。

结果

DOX降低了溶液的粘度，但没有显著改变表面张力，也没有抑制纤维的形成，尽管较高的DOX浓度增加了纤维珠的出现。FTIR光谱表明DOX已成功结合到纤维中，且没有明显的降解现象。含有2 mg/mL和4 mg/mL DOX的纤维垫提取物符合ISO 10993-5的细胞活力标准，而含有8 mg/mL DOX的纤维垫则未达到这一标准。所有组都促进了矿化基质的形成，其中含有4 mg/mL DOX的纤维垫上的钙沉积质量明显优于不含药物或含有8 mg/mL DOX的纤维垫。

结论

通过溶液吹纺法制备的PCL-DOX纳米纤维，尤其是在含有4 mg/mL DOX的情况下，提供了符合ISO标准的体外证据基础，为进一步开发兼具结构支撑和可控抗生素输送功能的生物活性支架提供了依据。后续工作应量化释放动力学，并在更仿生的、更先进的体外模型中测试其性能。