将二维电纺纳米纤维垫扩展到三维支架中

该协议报告了传统的电喷纳米纤维膜从2D到3D的转化，通过减压亚临界CO2流体，这是以前没有实现的。此方法消除了与以前的方法相关的许多问题，包括水溶液和化学反应的使用、多步骤过程、封装生物分子活性的丧失以及疏水聚合物的局限性。演示这个程序的是陈世轩，一个博士后从我实验室。

在20英里玻璃管中，将两克PCL溶解在二氯甲烷和DF的溶剂混合物中，浓度为10%，比例为4比1。将玻璃管放入实验室旋转器中，直到溶液变清。解决方案可能在夜间混合。

要设置电击装置，首先，将 PCL 溶液添加到 20 毫升注射器中，并附上 21 量表钝针。确保注射器中没有空气，并分离管。放置一个旋转钢桶，从针尖放置距离地面收集器 12 厘米的钢鼓。

使用鳄鱼夹，将直流高压电源连接到针，并确保收集器接地。对于 20 毫升 PCL 溶液，使用直径为 20.27 毫米、流量为 0.5 毫升/小时设置注射器泵的参数。检查液滴是否在针尖形成。

在微调器和距离微调器 20 厘米的接地收集器之间施加 20 千伏的电位。将对齐的纳米纤维垫收集在滚筒中，以 2，000 RPM 转速旋转。一旦 PCL 纳米纤维垫达到大约 1 毫米的厚度，收集它们。

将 PCL 纳米纤维垫浸入液氮中五分钟。将 PCL 纳米纤维垫留在液氮中，用 0.5 毫米直径的冲孔冲压 PCL 纳米纤维垫。将 PCL 纳米纤维垫放入液氮中五分钟。

用锋利的手术剪刀将垫子切成一厘米一厘米的正方形，同时浸入液氮中，以避免边缘变形。将切割垫放在 30 毫升离心管中，并加大约 1 克干冰。紧盖盖子，让干冰变成液态二氧化碳。

一旦液体在管中形成，通过打开盖子快速释放压力。从管子上拆下并观察膨胀的脚手架。将脚手架放在新的离心管中，用干冰进行处理，并重复使用欲望厚度。

在与细胞孵育之前，对环氧乙烷中膨胀的纳米纤维支架进行灭菌。通过二次处理后，通过压抑亚临界CO2流体将传统的2D电喷纳米纤维垫扩展到3D支架的有效性显示在左侧。脚手架的厚度从未经处理时的 1 毫米增加到 2.5 毫米，一次二氧化碳处理，到 19.2 毫米，用两次二氧化碳处理。

脚手架的孔隙度从未经处理的垫子的79.5%增加到第一次处理后92.1%，第二次处理后增加到99.0%。这一点很重要，因为细胞渗透到脚手架的程度，因此其诱导再生的功效在很大程度上取决于孔隙度。SEM 图像显示，未经处理的 2D 垫的密集密包装纤维结构在与 CO2 膨胀后，被转换为有条不一致的分层结构，并配有对齐的纳米纤维。

在 Vevo 研究中，通过皮下植入 CO2 膨胀的纳米纤维支架，为大鼠植入方形孔。这允许在孔内进行细胞迁移和增殖，以及在膨胀过程中创建的纳米纤维层内进一步渗透。从第1周到植入后第4周，与传统的纳米纤维垫相比，膨胀的脚手架显示形成的血管数量显著增加，多核巨型细胞数量显著增加。

按照这个程序，不同的分子，包括生长因子，氨基调节化合物，止血剂，和抗微管剂可以并入纳米纤维垫，并在亚临界CO2流体中扩展。这种功能化的扩展纳米纤维支架可用于探索其他科学领域的新问题，如血液、感染的预防和治疗、免疫学以及组织再生和修复。有机溶剂是有毒的，应在化学罩中处理。

此外，还应使用能够承受亚临界CO2流体高压的容器进行膨胀。