DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.0c00504
由于壳聚糖(CS)的细胞亲和力和聚环氧乙烷(PEO)的亲水性,CS/PEO复合纳米纤维网(NFMs)被广泛用作皮肤组织再生的伤口愈合敷料。但是,NFMs系统的许多固有缺陷,例如使用有毒的纺丝溶剂和交联剂、适度的回水能力以及缺乏触发释放功能,严重阻碍了其生物医学应用。为了增强它们在促进细胞生长和预防细菌感染方面的性能,在不使用含醛交联剂的情况下,采用无酸静电纺丝工艺和紫外光辐照交联处理制备了高溶胀度的N-马来酰化壳聚糖(MCS)/PEO NFMs作为下一代CS/PEO NFMs系统。通过在交联过程中同时引入环氧乙烷链和二硫键,这种新的NFMs系统显示出增强的溶胀能力、抗菌性能、触发抗生素释放和较高的生物相容性。这些生物医学优点使得新的NFMs系统可用作组织支架,特别是用于功能性伤口愈合敷料。
图1.通过控制4wt%的固含量和15kV的施加电压,MCS/PEO重量比为(a)10/90、(b)20/80、(c)30/70、(d)40/60和(e)50/50的MCS/PEO NFMs的SEM图像。
图2.在MCS/PEO重量比为40/60,施加电压为15kV的工作条件下,由固含量为(a)4wt%、(b)6wt%和(c)8wt%的纺丝溶液制备的MCS/PEO NFMs的SEM图。
图3.在固含量为8wt%和MCS/PEO重量比为40/60的操作条件下,使用(a)15kV、(b)17kV和(c)20kV的施加电压制备的MCS/PEO NFMs的SEM图像。
图4.(a)MCS聚合物、PEO NFMs和MCS/PEO-40/60 NFMs的FTIR光谱和(b)DSC曲线。
图5.PEGDA浓度(相对于纺丝溶液)对EO/ss-MCS/PEO NFMs在pH=7.4缓冲液中孵育24小时后分解和溶胀的影响。误差线是通过三个独立的实验计算得出的。
图6.(a)在进行紫外光辐照处理之前,(b)在进行紫外光辐照处理之后,以及(c)在pH=7.4的缓冲液中孵育24小时的EO/ss-MCS/PEO NFMs(纺丝溶液中含有6wt%PEGDA)。
图7.(a)EO/ss-MCS/PEO NFMs(纺丝溶液中含6wt%PEGDA)在37℃、pH=7.4的缓冲液中的分解结果和(b)溶胀结果。误差线是通过三个独立的实验计算得出的。
图8.在37℃下,当pH=7.4的缓冲液中添加和不添加GSH时,负载TCH的EO/ss-MCS/PEO NFMs的TCH释放曲线。误差线是通过三个独立的实验计算得出的。对于在48、72和96h的时间点添加GSH的NFMs的结果,它们的误差线是不可见的,因为符号尺寸大于误差线的值。
图9.EO/ss-MCS/PEO NFMs和TFs处理后大肠杆菌的CFU计数。孵育的大肠杆菌悬浮液的初始浓度控制在3×108 CFU/mL。误差线是通过三个独立的实验计算得出的。(与对照相比,*p<0.05;与对照相比,**p<0.01;与对照相比,***p<0.001)
图10.(a)用I和II标记的TFs和NFMs,(b)用III和IV标记的NFMs和TCH负载NFMs以及(c)用V和VI标记的不含和添加GSH的TCH负载NFMs的抑制区测试结果。将所有测试样品切成圆盘状,并置于大肠杆菌菌台上。孵育24小时后,测量并记录抑制区的直径。
图11.在孵育时间分别为24h和72h的L929成纤维细胞中,通过ISO10993-5标准测试和MTT分析对EO/ss-MCS/PEO NFMs进行细胞毒性评估。误差线是通过三个独立的实验计算得出的。
图12.(a)培养24小时和(b)48h后,附着在EO/ss-MCS/PEO NFMs上的L929细胞的荧光图像,以及(c)培养48h后附着在NFMs上的L929细胞的SEM图。绿色荧光指示有活的L929细胞。