细菌纤维素明胶/丝素蛋白双层支架的制备及其性能

孙卫华 陈驰昊 李喆 吕向国 王秀华

收稿日期： 2022-03-14网络出版日期：2023-07-03网络出版日期

基金项目： 浙江省基础公益研究计划项目（LGG21E030010）；国家自然科学基金项目（51703078）

作者简介： 孙卫华（1996-），河南鹤壁人，硕士研究生，主要从事生物医用材料方面的研究。

通信作者： 李喆，E-mail：lizhe830817@163.com

细菌纤维素-明胶/丝素蛋白双层支架的制备及其性能

孙卫华1，陈驰昊2，李喆2，吕向国3，王秀华1

（1.浙江理工大學材料科学与工程学院，杭州 310018；2.嘉兴学院材料与纺织工程学院，浙江嘉兴 314001；3.上海交通大

学医学院附属仁济医院泌尿科，上海 200127）

摘要： 为了获得能够模拟尿道组织多尺度结构的细菌纤维素复合明胶/丝素蛋白双层支架，以明胶（Gelatin， Gel）/丝素蛋白（Silk fibroin， SF）为原料，通过冷冻干燥法制备Gel/SF管状多孔支架，并以Gel/SF为模板，采用原位发酵法将细菌纤维素（Bacterial cellulose， BC）与Gel/SF支架复合，获得细菌纤维素-明胶/丝素蛋白（Gel/SF/BC）双层支架，并对Gel/SF/BC双层支架的结构及性能进行测试表征。结果表明：Gel/SF/BC双层支架具有尿道组织的宏观形貌，形成了内致密外疏松的多孔双层结构，外层以Gel/SF多孔支架为骨架，内层由单纯BC膜构成，BC纳米纤维分布在多孔孔壁表面；Gel/SF/BC双层支架具有良好的力学性能、吸水性能及生物相容性。通过该方法制备的双层支架能够高度模拟尿道组织的多尺度结构，有望应用于尿道组织的再生修复。

关键词： 双层支架；明胶；丝素蛋白；原位发酵法；细菌纤维素

中图分类号： Q811.8

文献标志码： A

文章编号： 1673-3851 （2024） 01-0030-09

引文格式：孙卫华，陈驰昊，李喆，等. 细菌纤维素-明胶/丝素蛋白双层支架的制备及其性能［J］. 浙江理工大学学报（自然科学），2024，51（1）：30-38.

Reference Format： SUN Weihua， CHEN Chihao， LI Zhe， et al. Preparation and properties of a bacterial cellulose gelatin/silk fibroin bilayer scaffold［J］. Journal of Zhejiang Sci-Tech University，2024，51（1）：30-38.

Preparation and properties of a bacterial cellulose gelatin/silk fibroin bilayer scaffold

SUN Weihua1， CHEN Chihao2， LI Zhe2， L Xiangguo3， WANG Xiuhua1

（1.School of Materials Science & Engineering， Zhejiang Sci-Tech University， Hangzhou 310018， China; 2.College of Materials and Textile Engineering， Jiaxing University， Jiaxing 314001， China; 3.Urology， Renji Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine， Shanghai 200127， China）

Abstract： To obtain a bacterial cellulose composite gelatin/silk fibroin bilayer scaffold that can simulate the multi-scale structure of urethral tissue， gelatin（Gel）/silk fibroin （SF） was used as the raw material to prepare Gel/SF tubular porous scaffold by freeze-drying method. Gel/SF was used as the template and bacterial cellulose （BC） was compounded with the Gel/SF scaffold by in situ fermentation， bacterial cellulose-gelatin/silk fibroin （Gel/SF/BC） bilayer scaffold was obtained， and the structure and performance of the Gel/SF/BC bilayer scaffold were tested and characterized. The results show that the Gel/SF/BC bilayer scaffold has a macroscopic morphology of urethral tissue， forming a porous bilayer structure with dense inner and loose outer layers. The outer layer takes the Gel/SF porous scaffold as the skeleton， and the inner layer is composed of a simple BC membrane. BC nanofibers are distributed on the surface of the porous pore wall. The Gel/SF/BC double-layer scaffold has good mechanical properties， water absorption performance， and biocompatibility. The double-layer scaffold prepared by this method can highly simulate the multi-scale structure of urethral tissue， and is expected to be applied to the regeneration and repair of urethral tissue.

Key words： double layer scaffold; gelatin; silk fibroin; in situ fermentation; bacterial cellulose

0引言

长段尿道狭窄是泌尿外科一种常见的疾病，组织工程技术有望成为治愈该疾病的有效方法。支架材料可以为细胞生长提供空间结构与力学支撑，并通过模拟体内微环境促进组织重建与再生，因此在组织工程研究中具有重要作用［1-3］。研究表明，高度模拟细胞外基质（Extracellularmatrix，ECM）的纳米三维网络结构会影响细胞行为，进而提高细胞黏附、增殖及蛋白表达，促进组织重建［4-7］。

天然可降解的生物材料已广泛用于制备尿道组织工程支架。明胶（Gelatin， Gel）和丝素蛋白（Silk fibroin， SF）是尿道组织工程中常用的两种天然生物材料。Gel具有良好的生物相容性及可降解性，且降解产物毒性较低；SF具有良好的力学强度及可塑性。以明胶和丝素蛋白为原料制备的疏松多孔支架，兼具两者的优良性能。BC具有良好的持水性能、机械性能及生物相容性，且其三维纳米网络结构能够完美模拟天然ECM［8-10］。因此，BC三维纳米网络结构与Gel/SF多孔支架进行结合，有望应用于尿道组织修复。

本文将Gel与SF水溶液进行混合，通过冷冻干燥法制备Gel/SF管状多孔支架，探究了不同预冻温度对支架多孔结构的影响，选择与尿道组织多孔结构相近的Gel/SF支架，并以其为模板，采用原位发酵法使BC与Gel/SF支架复合，最终得到具有多尺度结构的双层支架Gel/SF/BC。对Gel/SF/BC双层支架的结构及性能进行测试表征，分析其微观形貌、化学结构、力学性能及生物相容性。本文的研究结果可为尿道、血管、皮肤等组织工程支架的设计与构筑提供新的思路与方法。

1实验部分

1.1实验材料与仪器

主要材料：木葡糖酸醋杆菌1.1812，购自中国科学院微生物研究所；酵母膏、鱼粉蛋白胨和戊二醛（生物试剂），购自国药集团化学试剂有限公司；葡萄糖、磷酸氢二钠、柠檬酸、磷酸二氢钾、无水乙醇和明胶（分析纯），购自国药集团化学试剂有限公司；曲拉通 X-100（化学纯），购自上海源叶生物科技有限公司；最低限量基本培养基（MEM，AH29917357），购自上海桥星贸易有限公司；L-929细胞（购自中科院上海细胞库）；胎牛血清（FBS，NYN0769），购自上海桥星贸易有限公司；二苯基四氮唑溴盐（MTT，J17GS15117），购自上海源叶生物科技有限公司；青霉素链霉素（J210042），购自上海桥星贸易有限公司；高糖液体培养基（DMEM，PM150210），购自武汉普诺赛生命科技有限公司；苯酚和溴化锂（分析纯），購自上海麦克林生化科技有限公司；2，4-二硝基氯苯（分析纯），购自上海博飞美科化学科技有限公司；十二烷基硫酸钠（色谱纯），购自上海麦克林生化科技有限公司；高密度聚乙烯薄膜（海门市扬子医疗器械有限公司）；雄性豚鼠（普通级），购自邳州市东方养殖有限公司；道康宁硅胶及其固化剂（DC184），购自北京瑞德佑业科技有限公司；蚕茧（浙江嘉欣丝绸股份有限公司）。

主要仪器：超声诊断仪（东芝Aplio 500），购自日本东芝医疗系统株式会社；冷冻干燥机（SCIENTZ-18N），购自上海双旭电子有限公司；3D打印机（Creater Pro），购自浙江闪铸三维科技有限公司；电热恒温培养箱（DHP-9082），购自济源千司生物技术有限公司；立式高压蒸汽灭菌锅（申安LDZX-50KBS），购自上海习仁科学仪器有限公司；扫描电镜（Apreo S），购自美国赛默飞公司；傅里叶变换红外光谱仪（VERTEX 70），购自德国布鲁克公司；X射线薄膜衍射仪（D8 ADVANCE型），购自德国布鲁克公司；万能试验机（Instron 5982），购自美国英斯特朗公司。

1.2Gel/SF管状多孔支架的制备

图1为Gel/SF管状多孔支架的制备流程图。通过超声扫描获取尿道组织二维断层图片（图1（a）），对二维断层图片做数据识别处理，利用imaris软件对处理后的系列二维断层图片进行三维重建及拟合（图1（b）），再经3DMax软件平滑处理后得到尿道三维数字模型（图1（c）），3D打印得到ABS材质的尿道节段性三维实体模型（图1（d））。硅胶和固化剂按照质量比100∶5进行混合，将3D打印模型放入方形透明塑料器皿中并注入上述混合试剂，固化后的硅胶进行倒模处理，得到具有尿道组织宏观形貌的硅胶模具（图1（e））。将Gel/SF混合倒入硅胶模具，冷冻干燥后得到Gel/SF管状多孔支架（图1（f））。

将10 g脱胶处理后的蚕茧在质量分数60%的溴化锂溶液中60℃条件下溶解5 h，多层纱布过滤，然后用去离子水透析3 d，每隔12 h换水；透析完成后的SF溶液冷冻干燥，制得纯SF。取纯SF溶于去离子水中，配制质量分数5%的SF水溶液，将Gel溶于45℃去离子水中，配制质量分数5%的明胶溶液，将两种溶液等体积混合后注入硅胶模具中，分别在-20、-80℃以及液氮（-196℃）中冷冻12 h，然后进行冷冻干燥，得到Gel/SF管状多孔支架。

1.3Gel/SF/BC双层支架的制备

配制发酵培养液（5 g/L酵母膏、5 g/L鱼粉蛋白胨、50 g/L葡萄糖、2 g/L磷酸氢二钠、1 g/L柠檬酸、1 g/L磷酸二氢钾），待上述物质充分溶解后，放入立式高压蒸汽灭菌锅中进行灭菌，并在121℃、0.1 MPa下灭菌30 min。

采用质量分数0.5%的戊二醛无水乙醇溶液交联Gel/SF管状多孔支架10 min，用发酵培养液清洗3次，置换出多余的戊二醛溶液。将处理后的Gel/SF管状多孔支架重新放置于硅胶模具中，配制菌种密度为107个/mL的木葡糖酸醋杆菌发酵培养液，并将其注入模具内。待发酵培养液充分浸润Gel/SF管状多孔支架后，放入恒温培养箱中，35℃发酵培养7 d，获得Gel/SF/BC双层支架。将双层支架浸入医用酒精消毒处理24 h，用质量分数1%的曲拉通 X-100浸泡处理24 h，并用超纯水清洗3次，除去多余的试剂。

1.4样品表征

1.4.1形貌及结构分析

采用扫描电镜对管状样品内表面及横截面结构进行观察，采用Image J软件进行测量，并用Origin软件统计进行分析（n=200，n为统计数量），利用傅里叶变换红外光谱仪及X射线薄膜衍射仪对双层支架进行化学结构测试。

1.4.2孔隙率测试

采用乙醇置换法测量支架孔隙率。取冻干后的支架称重为m1，将其完全浸没在无水乙醇中，用滤纸轻蘸去表面多余液体后称重为m2；将多孔支架放入20 mL量筒中，缓慢倒入乙醇至10 mL，添加乙醇的体积为V；计算样品的孔隙率，每组支架测试3个样品。孔隙率P用式（1）计算：

P/%=（m2-m1）/ρc（10-V）×100（1）

其中：m1为支架冻干后的质量，g；m2为浸泡无水乙醇2 h后的质量，g；V为添加的乙醇的体积，mL；ρc为无水乙醇密度，g/mL。

1.4.3吸水量测试

将支架置于去离子水中浸泡24 h，支架取出后用滤纸将支架表面多余的水分擦拭干净，用电子天平称重得到湿态质量Ws，然后将支架进行冷冻干燥，称重得到干态质量Wd。计算出支架的吸水量，每组支架测试3个样品。吸水量通过式（2）计算：

Sr=Ws-WdWd（2）

其中：Sr为吸水量；Ws为支架在去离子水中浸泡24 h后的质量，g；Wd为冷冻干燥后所得干态质量，g。

1.4.4力学性能测试

采用万能试验机对材料进行力学性能测试。将样品统一裁剪为25×4×2 mm3的样条进行拉伸力学性能的测试，拉伸速率为5 mm/min。

循环压缩力学性能测试：湿态下的Gel/SF多孔支架以及Gel/SF/BC双层支架进行压缩循环测试。将样品采用相同的工艺条件，统一制备为直径15 mm，高16 mm的圆柱状样品，压缩至样品发生60%形变，然后恢复至0%，压缩速率为10 mm/min，重复10次循环。

1.4.5细胞毒性试验

体外细胞毒性试验按照GB/T 16886.5—2017《医疗器械生物学评价 第5部分：体外细胞毒性试验》（GB/T 16886.5—2017）进行测试。将L-929细胞在含10%胎牛血清和抗生素（青霉素100 μg/mL，链霉素100 μg/mL）的MEM培养液进行培养后，分别加入100 μL Gel/SF/BC试验样品浸提液（100%）、阳性对照（含0.5%苯酚的DMEM培养液）和阴性对照液（高密度聚乙烯薄膜的浸提液），37℃、5% CO2培养24 h，每组做6个平行；培养24 h后，做细胞形态学观察及吸光度的测定。

1.4.6皮肤致敏和皮肤刺激试验

皮肤致敏试验和皮肤刺激试验按照《医疗器械生物学评价 第10部分：刺激与皮肤致敏试验》（GB/T 16886.10—2017）进行测试。

皮肤致敏试验过程：选取15只雄性豚鼠将其分为2组：其中阴性对照组为5只动物/组，试验组为10只动物/组。试验前24 h将实验动物背部左侧去毛，去毛范围约为4～6 cm2。无菌条件下制备Gel/SF/BC样品与阴性对照组，样品规格为2.5 cm×2.5 cm，将试验组（Gel/SF/BC）及对照组（医用纱布）样品在动物背部去毛区域进行贴敷并诱导激发致敏反应。在24 h与48 h后观察动物激发部位皮肤反应，并按照Magnusson and Kligman分级表评分。

皮肤刺激试验过程：在给药前24 h内，将动物背部两侧去毛，去毛面积约为10 cm×15 cm。将试验组（Gel/SF/BC）及对照组（医用纱布）样品在两侧去毛区域进行贴敷并做包扎处理，贴敷持续4 h后，移除样品。移除样品后分别于1、24、48 h和72 h观察动物皮肤红斑和水肿反应并按照皮肤反应记分表进行记分。

2结果与讨论

2.1Gel/SF管状多孔支架在不同预冻温度下的多孔结构

图2为不同预冻温度下制备的Gel/SF管状多孔支架截面SEM图像及孔径分布。图2显示：预冻温度为-20℃的Gel/SF管状多孔支架为大孔结构，孔洞之间连通性较好，孔径为（141±78）μm（图2（a））；随着预冻温度降低至-80℃，Gel/SF多孔结构的孔径变小，且孔洞周围分布有闭合的凹陷结构，孔洞之间的连通性较差，孔径为（23±18）μm（图2（b））；在-20 ℃和-80 ℃下，Gel/SF管状多孔支架孔径大小以及结构变化，发现在恒定温度场下，冰晶颗粒生长至最终定型时的尺寸随着温度降低而变小，冷冻干燥升华从而形成具有不同孔径的多孔结构；-196 ℃的Gel/SF支架的多孔結构类似于一种取向结构，孔径为（88±23）μm（图2（c））。研究发现，-196℃下的多孔结构孔径并没有随着温度的下降而减小。这是因为硅胶模具自身的低导热性，在冷冻时一维方向上存在温度场（即-196℃到室温35℃），冰晶沿着一维方向的温度场而生长，导致冷冻干燥所形成的多孔结构会存在取向结构，且不同位置处截面的多孔结构及孔径大小存在差异［10-11］。由于人尿道脱细胞基质海绵体层孔径大小为100～300 μm，因此，在-20℃的冷冻条件制备的Gel/SF管状多孔支架更适合作为尿道组织修复支架。

2.2Gel/SF/BC双层支架微观形貌分析

图3为-20℃预冻温度下所制备的Gel/SF/BC双层支架SEM图像。Gel/SF/BC内侧是单纯BC形成的致密层，外侧是以Gel/SF管状多孔支架为骨架复合BC纳米纤维的多孔疏松层，多孔疏松层是由微米级的多孔结构组成，孔与孔之间相互连通，孔径的大小为（143±40）μm（图3（a）），与同条件下制备的Gel/SF管状多孔支架孔径一致。

进一步对多孔结构内壁同一位置进行分级观察，在微米级多孔结构内壁存在BC三维纳米网络纤维，纳米级纤维直径为（78±24）nm（图3（b））。观察Gel/SF/BC双层支架的致密层，其内表面拥有致密的细菌纤维素层，厚度为（29±4）μm，纳米纤维相互交错形成的蛛网结构，构成蛛网结构的纳米纤维直径在（44±8）nm（见图3（c））。纳米纤维的分布呈现蛛网结构，是由于Gel/SF管状多孔支架与木醋杆菌在培养液中的静电作用力，改变了木醋杆菌的聚集状态，进而影响到纳米纤维的自组装过程，最后呈现出不同形貌结构的纳米纤维网络［12］。静态培养的细菌纤维素为三维无序纳米纤维网络结构，而通过静电作用力的控制可得到特殊的蛛网结构或树枝状结构［13］。在双层支架的多尺度结构中，纳米级纤维占比为87.5%，亚微米级纤维占比12.5%。因此，BC的纳米纤维贯穿于Gel/SF管状多孔支架的内壁及其内表面。

对比原位发酵法所制备的Gel/SF/BC双层支架与人尿道脱细胞基质的多尺度结构，结果如表1所示。由表1可知，Gel/SF/BC双层支架与尿道脱细胞基质的厚度近乎一致，双层支架的疏松多孔层平均孔径（143±40）μm，其内壁纳米纤维直径为（78±24）nm，致密层纳米纤维直径（44±8）nm。而人尿道的脱细胞基质海绵体层孔径（146±39）μm，纳米纤维直径（30±7）nm，致密层纳米纤维直径（25±5）nm。因此，Gel/SF/BC双层支架的多尺度结构接近于人体尿道脱细胞基质。

2.3Gel/SF/BC双层支架化学结构分析

通过FT-IR和XRD对BC、Gel/SF以及Gel/SF/BC进行化学结构分析，结果如图4所示。图4（a）显示：BC具有典型的细菌纤维素的特征峰，其中在3356 cm-1处的吸收峰归属于O—H的伸缩振动，2894 cm-1附近为CH2的振动吸收，1652 cm-1为O—H的面内变形振动吸收峰，1323、1162 cm-1和1060 cm-1为C—H、C—O—C、C—O的伸缩振动峰；Gel/SF在1632、1531 cm-1均有明显的吸收峰，对应于酰胺I、酰胺Ⅱ，在1239 cm-1的吸收峰对应于酰胺Ⅲ［14-15］；Gel/SF/BC双层支架具有BC和Gel/SF的特征峰，与Gel/SF 酰胺I（1632 cm-1）、酰胺Ⅱ（1531 cm-1）吸收峰对比，Gel/SF/BC的酰胺I（1625 cm-1）、酰胺Ⅱ（1513 cm-1）向低波数方向移动，说明细菌纤维素与明胶/丝素蛋白复合支架之间产生了少量的氢键。图4（b）显示：BC特征峰位于14.4°、20.4°和22.6°，分别对应着（11-0）、（110）以及（200）晶面，属于典型的纤维素I晶型［16］；Gel/SF多孔支架并没有出现很强的衍射峰，而是在20°左右出现了较宽的散射峰，表明Gel和SF主要是以无定形结构而存在的；Gel/SF/BC双层支架观察到除了Gel/SF较宽的散射峰，在20°、23°也存在BC微弱的特征峰［17］。结合FT-IR与XRD分析，说明Gel/SF多孔支架存在少量的BC。

2.4Gel/SF/BC双层支架孔隙率及吸水量

组织工程支架应具有较高的孔隙率及相互连通的多孔结构，这对细胞的生长、迁移以及新陈代谢等有着重要的影响［18］。对不同样品孔隙率及吸水量进行对比，结果如图5所示。由图5可知Gel/SF支架和Gel/SF/BC双层支架的孔隙率都在80%以上，对于尿道组织工程而言已基本满足［19］。Gel/SF多孔支架孔隙率为85.8%，Gel/SF/BC双层支架的孔隙率为81.3%，双层支架的孔隙率相对Gel/SF较低，是因为Gel/SF多孔结构的孔壁上原位生长的BC对其孔隙率有一定的影响。Gel/SF/BC双层支架的吸水量为16.1，是Gel/SF的1.1倍，两者由于其多孔结构存在，均具有较强的吸水性能。但Gel/SF/BC双层支架的多孔结构里原位生长了纳米级BC，并具有更小孔径的三维网络结构，使得该双层支架的吸水性能较Gel/SF具有明显的提升。

2.5Gel/SF/BC双层支架力学性能分析

天然BC本身具有良好的力学性能，其应用于支架材料的制备可使材料的力学性能得到改善［20］。对不同样品的拉伸性能进行对比，结果如图6所示。Gel/SF/BC双层支架在72.5 kPa处发生材料的断裂（见图6（a）），其断裂强度与断裂伸长率分别是Gel/SF的1.3倍和1.1倍（见图6（b）），这表明Gel/SF/BC双层支架具有更好的抵抗外力拉伸形变能力，原位发酵生长的BC为Gel/SF支架带来力学性能上的提升。

新生的组织需要适当的压缩力学性能提供支撑，以提供和维护细胞生长所必需的空间环境，并维持一定时间直至新生组织具有一定的自身生物力学特性［21-22］。对不同样品进行压缩性能的比较，结果如图7所示。Gel/SF/BC双层支架第一次循环压缩的应力-应变曲线所对应的最大应力为88.2 kPa，杨氏模量为127.7 kPa，在经过第十次循环压缩后其最大压缩应力降低为83.1 kPa，杨氏模量降低为90.9 kPa，其第一次循环压缩对应的最大压缩应力以及杨氏模量分别为Gel/SF的1.4倍、1.6倍，经过第十次循环压缩对应的最大压缩应力以及杨氏模量分别为Gel/SF的1.4倍、1.7倍（见图7（c）—（d））。这表明Gel/SF/BC双层支架具有更好的耐压缩性能，Gel/SF/BC双层支架上原位生长的BC含有大量羥基，与Gel/SF形成氢键，提高了双层支架的力学性能。

2.6双层支架细胞毒性测试

采用二苯基四氮唑溴盐（MTT）比色法，用各实验组的浸提液培养L-929细胞，并对其增殖情况进行评价。细胞经过24 h的培养后，对比不同实验组的吸光度，结果如图8所示。阳性对照组对比其他组的吸光度较低，显微镜观察L-929细胞几乎没有增长，这表明在含0.5%苯酚的DMEM培养液中细胞无法正常增殖生长。对比阳性组，空白样品、阴性对照组及Gel/SF/BC浸提液（100%），实验组的吸光度相对较强，说明细胞生长状况较好。对比实验组的吸光度（OD值），发现Gel/SF/BC实验组样品浸提液OD值（0.218±0.002）稍低于空白对照组（0.324±0.012）。按照标准设定空白对照组对应的存活率为100%，则实验组Gel/SF/BC的存活率为86.7%。对实验组进行细胞形态学的观察，仅观察到轻微的细胞生长抑制现象，推测Gel/SF/BC双层支架在采用曲拉通 X-100浸泡处理去除内毒素后，存在微量的残留，从而影响了细胞生长。实验样品的细胞存活率为86.7%，高于标准中细胞存活率应不小于70%的要求，说明实验样品Gel/SF/BC对L-929无明显细胞毒性。

2.7双层支架皮肤致敏性与皮肤刺激性测试

皮肤致敏性实验结果：Gel/SF/BC样品与阴性对照组样品评分均为0（无明显改变），阳性对照组评分为2（致敏物为2，4-二硝基氯苯，中度融合性红斑），说明Gel/SF/BC样品无皮肤致敏性。

皮肤刺激性实验结果：Gel/SF/BC样品实验组与阴性对照组原发性刺激指数均为0（极轻微刺激性），阳性组（20%十二烷基硫酸钠）原发性刺激指数均为4.1（中等微刺激性），说明Gel/SF/BC样品无皮肤刺激性。

3结论

本文采用原位发酵法将BC与Gel/SF管状多孔支架复合，得到具有模拟尿道组织多尺度结构的Gel/SF/BC双层支架。Gel/SF/BC双层支架表现出良好的力学性能、吸水性能及生物相容性，在尿道组织工程材料具有一定的应用前景。主要结论如下：

a）制备的Gel/SF/BC双层支架，实现了对尿道组织宏观形貌、微米级多孔、纳米级纤维的结构模拟。Gel/SF/BC双层支架宏观形貌长度为9.3 mm，平均孔隙率为83.1%，其中：内侧致密层由直径为（44±8）nm的单纯BC构成，外侧多孔疏松层以孔径为（143±40）μm的Gel/SF多孔支架为骨架，直径为（78±24）nm的BC纳米纤维在其孔壁表面分布。

b）Gel/SF/BC双层支架其力学强度相比于Gel/SF多孔支架有所提升，Gel/SF/BC断裂强度为72.5 kPa，是Gel/SF的1.3倍。Gel/SF/BC经过10次循环压缩对应的最大压缩应力以及杨氏模量分别为Gel/SF的1.4倍、1.7倍。Gel/SF/BC双层支架相比于Gel/SF多孔支架吸水量有所提升，为Gel/SF的1.1倍。

c）Gel/SF/BC双层支架无细胞毒性、无皮肤致敏与皮肤刺激反应，具有较好的生物相容性，能够应用于尿道组织工程。

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（责任编辑：张会巍编辑）