热退火增强PVDF-TrFE纳米纤维支架的压电性能与组织再生潜力

这篇研究通过系统评估不同温度(80-140°C)热退火处理对电纺PVDF-TrFE纳米纤维支架的影响，发现140°C退火可显著提升β相结晶度(90.4%)和压电响应(2倍)，同时优化机械性能(弹性模量提升6倍)和孔隙结构。体外实验证实该支架能促进雪旺细胞(SCs)增殖(提升40%)并上调细胞外基质(ECM)相关基因表达，体内实验显示良好生物相容性，为开发自供电组织工程移植物提供了新策略。

　　

热退火对PVDF-TrFE纳米纤维支架性能的影响

热分析研究显示，随着退火温度从80°C升至140°C，差示扫描量热法(DSC)测得PVDF-TrFE的结晶度从15.43%提升至29.39%，傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)证实β相含量显著增加。扫描电镜(SEM)观察到140°C退火组形成独特的层状结构，孔隙率提升至最优水平，同时纤维取向指数保持稳定。

机械性能与压电响应

力学测试表明140°C退火使支架弹性模量达到71.8 MPa，原子力显微镜(AFM)测得表面刚度提升至160 kPa，与天然软组织匹配。压电测试中，该组在机械形变下产生峰值电压较未处理组(NT)提高2倍，这归因于优化的β相结晶排列和增强的d₃₃系数。

细胞行为调控机制

雪旺细胞(SCs)在140°C退火支架上增殖率提升40%，Western blot显示黏着斑激酶(FAK)和RhoA蛋白表达上调，而N-钙黏蛋白下调。RNA测序发现187个差异表达基因，包括细胞外基质(ECM)成分(Col18a1等)、生长因子(CTGF、PDGFB)和钙信号通路基因(S100家族)的显著激活，这些变化共同促进了再生微环境形成。

体内相容性与应用前景

小鼠皮下植入实验显示，退火与未处理支架均未引起明显异物反应，28天后仅观察到多核巨细胞和轻度纤维化。该研究为开发能通过机械刺激(如超声波)激活的自供电神经移植物奠定了基础，其优化的电-机械特性特别适用于需要动态电刺激的软组织修复场景。