DOI: 10.1016/j.matdes.2021.109461

过多的伤口渗出液通常会引起感染并阻碍伤口的修复和再生。因此，迫切需要开发一种理想的伤口敷料，以在伤口愈合过程中泵送过量的生物流体并抑制细菌感染。在此，研究者利用静电纺丝技术将大分子抗菌剂嵌入具有疏水-亲水梯度结构和自泵效应的多层纳米纤维膜中，展示了一种制备单向输水抗菌伤口敷料的简便策略。所获得的纳米纤维敷料具有优异的单向输水性能，可以驱动伤口渗出液自内而外流动，并防止泵送的生物流体再次润湿伤口。另外，当抗菌剂聚六亚甲基胍盐酸盐（PHGC）的浓度为0.06wt％时，所设计的三层敷料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有约100％的抗菌能力。而且，该三层敷料显示出良好的吸水性、透气性和透湿性、机械强度、生物相容性和低细胞粘附性，这表明该三层纳米纤维伤口敷料在伤口护理方面具有潜在的应用价值。

图1.三层敷料的结构设计和吸湿性。（a）制备单向输水伤口敷料的示意图；（b）（b1）PAN-SPA10外层，（b2）PU/PAN-SPA10中间层和（b3）PU内层的SEM图和WCA；（c）单导湿伤口敷料横截面的SEM图像；（d）PHCC高分子聚合物的合成步骤图。

图2.（a）内层PU，（b）中间层PU/PAN-SPA和（c）外层PAN-SPA纳米纤维膜的SEM图像和纤维直径分布。

图3.在不同SPA含量下，PU/PAN-SPA纳米纤维膜的（a）WCA变化曲线，（b）WCA降至零所需的时间，（c）吸水率，（d）平衡水含量，（e）WVTR和透气性，以及力学性能。

图4.单层和三层敷料的（a）动态WCA变化曲线，（b）WCA降至零所需的时间，（c）平衡水含量和吸水率。（d）内层PU-1、中间层和外膜以及（e）具有不同PU纺丝时间的三层敷料的动态WCA图片。

图5.（a）50μL墨滴在单层膜和带有PU-1内膜的三层敷料上扩散的图片；（b）不同膜的扩散直径与时间之间的关系；（c）5μL水滴在带有PU-1内膜的敷料两侧的传输过程。

图6.（a）PHGC和伤口敷料的TG曲线；（b）PHGC和PAN，PAN-PHGC纳米纤维膜的FTIR光谱。（c）具有不同PHGC浓度的敷料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌照片，（d）采用抑菌圈方法测定（d1，d2）0.02g固体PHGC，（d3）含0wt％和0.06wt％PHGC的内膜和（d4）外膜的抗菌效果。（d1，d3）金黄色葡萄球菌，（d2，d4）大肠杆菌。

图7.使用MTT分析测定对照、三张单层膜和三层敷料提取物在（a）24小时和（b）48小时内对GES-1细胞活性的影响。培养48小时的三层敷料（c）PU内层和（d）PAN-SPA外层表面的生物粘附作用。

图8.基于（a）疏水-亲水梯度结构和（b）三层敷料的自泵现象理解单向输水机理。疏水性纳米纤维膜的毛细作用力（PL1）会阻隔水并防止其润湿（b1）。制成自泵敷料的亲水性纳米纤维膜的润湿力（Pw）可以将液滴从接触点排出（b2）。