用于伤口敷料的定向纳米纤维支架的静电纺丝研究进展-国土报中文版

本篇文章1684字，读完约4分钟

1.导语

2.定向纤维的优点

3.用于伤口敷料的电纺纤维的排列技术

4.用于制备静电纺丝定向伤口敷料的材料

5.总结

1.导语

过去几十年中使用的伤口敷料是简单的绷带或纱布。虽然这些材料可以通过加速疤痕形成来帮助患者，但它们的替代物会造成新的损伤，且对感染伤口无效。现在，伤口敷料发展出很多不同的类型，其中包括薄膜、水凝胶、电纺垫和3D打印支架。这些产品提供了一个湿度可控的环境，促进细胞生长和迁移，从而加快伤口愈合。此外，现在的伤口敷料是可生物降解的、生物相容的、多孔的，并且避免伤口部位脱水。电纺纳米纤维支架提供了促进伤口愈合过程的适宜特性。他们生产的纳米纤维的3D设计模仿了人类皮肤ECM，这在促进细胞生长和粘附方面起着至关重要的作用。

2.定向纤维的优点

有许多研究表明定向排列的纳米纤维促进了电纺纳米纤维的应用，特别是在生物医学领域，如药物输送系统、疾病诊断、组织工程、再生医学和医疗保健。定向纳米纤维的一个重要应用是它们在伤口愈合中的应用，由于可控的孔径、高表面积和与ECM更相似的模拟物，这解决了医学辩论中的一个主要挑战。排列有序的纳米纤维可以引导细胞分化成腱细胞、心肌细胞和神经元细胞，而随机的纳米纤维则引导细胞分化成成骨细胞和神经胶质细胞。因此，定向电纺纳米纤维由于其与ECM的结构相似而成为有希望的伤口敷料候选材料。

获得比随机收集的纤维更细的纤维直径，这能帮助到伤口愈合过程。伤口愈合由两种不同的细胞活性调节，即迁移和增殖。纳米纤维的排列和支架厚度与正常皮肤的相似性通过促进肉芽形成、胶原沉积和上皮再形成而导致更高的伤口愈合效率。发现排列纳米纤维形貌的仿生有助于指导轴突再生；当药物或基因被包埋在纳米纤维中时，它不仅避免了生物降解，而且不改变电纺纤维的功能。图1纳米纤维的排列如何有利于不充分的伤口愈合。

图1纳米纤维的排列如何有利于不充分的伤口愈合

3.用于伤口敷料的电纺纤维的排列技术

在标准的静电纺丝装置中，施加的电压产生足够的静电力来形成弯月形聚合物朝向圆锥形，称为泰勒锥。一旦静电荷克服了泰勒锥的表面张力，就形成了聚合物射流。通过改进标准静电纺丝装置可以获得定向纤维。目前已经开发了各种电纺丝方法来生产排列良好的纳米纤维，包括旋转鼓收集器、旋转圆盘收集器、旋转线收集器、直列放置的叶片、两个相对放置的金属针、两极气隙、刀口棒、离心和磁场辅助。在所有这些方法中，通过改变机械的、磁性的或静电的方式来获得排列的纤维。

4.用于制备静电纺丝定向伤口敷料的材料

天然和合成聚合物已经广泛用于伤口愈合的电纺丝应用。特别是天然聚合物，包括胶原蛋白、明胶、壳聚糖等。因其良好的生物相容性、生物活性和合理的价格而备受关注。然而，天然聚合物与合成聚合物相比，机械性能较弱，这可能在某些情况下影响它们的适用性。此外，还有合成聚合物如PCL、PLA、PVA等。提供了制造灵活性，但生物特性较差。伤口敷料的其中一个最佳材料选择是天然和合成聚合物的组合，需同时满足所需的生物和机械特性。

GFs（石墨烯纤维）在提供高生物活性以调节细胞的生长、增殖和迁移、使组织颗粒化、促进血管生成和在伤口愈合过程中形成ECM方面起着至关重要的作用。由于GFs的生物多样性，GFs持续释放到伤口部位对于更好的组织再生是重要的。只要操作得当，将GHs输送到伤口部位可以非常有效地促进伤口愈合，图2 说明了用于电纺伤口敷料的所选材料。