目的本研究制备了一种新型静电纺丝纳米纤维膜,该纤维膜模拟的天然的肌腱-骨连接界面的结构与组分变化。在体外实验中,本研究将肌腱干细胞培养在该膜片上验证支架对细胞生长分化的影响;在体内实验中,本研究将该膜片种植于损伤肩袖表面,观察了膜片对肩袖损伤愈合影响。方法本研究通过将纺丝材料与光热材料共同溶于溶剂中,制备静电纺丝溶液;应用静电纺丝设备,高速滚筒收集单轴取向纳米纤维膜。接下来,通过激光照射,激发光热材料产热,使纳米纤维到达熔点并产生焊接,将单轴取向纳米纤维转变为随机排列纳米纤维,实现结构的连续梯度变化。然后,将结构梯度变化的纤维膜垂直放置于容器中,逐渐加入矿化溶液,使底部随机排列部分浸泡时间长,上部单轴取向浸泡时间短,产生梯度矿化,得到成型补片材料。本研究对补片材料进行了SEM观察显微结构,及EDX定量检测矿化含量。在体外实验中,本研究提取了肌腱干细胞,并进行增殖性、多项分化能力、特异性蛋白鉴定;然后,将肌腱干细胞种植于补片材料上,通过CCK8、荧光染色等方法观察纤维膜对细胞生长、增殖、分化的影响。在动物实验中,本研究将梯度纳米纤维补片原位移植到兔肩袖部分损伤动物模型,3、6周后,应用HE、Masson、天狼星红染色以及拉力检测等方法观察补片对损伤的肌腱-骨组织愈合的影响。结果本研究成功制备结构与组分梯度变化的纳米纤维膜,通过SEM观察及EDX检测定量矿化含量的梯度变化。纳米纤维膜的拉力试验证明,取向纳米纤维结构受温度影响结构改变后,纵向极限机械应力减低,而经过表面矿化处理后,纳米纤维膜的纵向机械应力得到了提升。本研究将提取的肌腱干细胞种植于所作的纳米纤维膜上,CCK8检测证实该纳米纤维膜对肌腱干细胞生长增殖无抑制影响。本研究将种植3天的肌腱干细胞给予固定后,应用F-actin/DAPI经行荧光染色,观察细胞结构。发现细胞结构随细胞所在纳米纤维膜位置发生改变,在单轴取向部位,细胞更为细长,且细胞排列规则,而在随机结构部位,细胞排列并不规则。通过对细胞的长度与宽度的比值进行了比较,发现无论矿化与否,细胞的长宽比随结构的变化而变化。在种植14天的细胞固定后,本研究对细胞进行了Tenascin C/Runx2/DAPI免疫荧光染色,结果发现单轴取向结构的纳米纤维诱导肌腱干细胞表达了更多的肌腱相关蛋白Tenascin C,而随机结构的纳米纤维结构诱导肌腱干细胞表达了更多的成骨相关蛋白Runx2。在体内实验中,染色显示该纳米纤维膜对肩袖部分损伤的愈合具有促进作用,可促进组织的增生及规则排列,同时,拉力检测显示补片组具有更高的极限机械应力。结论本研究成功制备了具有纳米纤维结构和矿化梯度变化的纳米纤维膜。体外实验中,纤维膜对肌腱干细胞增殖无影响,而纤维膜的取向部分诱导细胞规则排列以及成腱性分化,无规矿化部分诱导细胞无规则生长并向成骨分化。在体内实验中,观察到支架促进损伤肩袖的修复和I型胶原的形成,改善损伤肌腱的最终张力。我们相信这一方法可以推广到三维支架的制作,为肌腱全层断裂或修复肌腱缺损提供了一种新的方法。