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新型纳米纤维在皮肤再生领域具有巨大应用潜力
2021/1/27 9:15:10 易丝帮

导语

皮肤替代物被广泛用作皮肤损伤中再生皮肤的治疗策略。新型纤维构建体在皮肤替代物用于修复受损皮肤和再生医学领域具有可观的应用前景。以下内容汇总了近期静电纺纳米纤维在皮肤再生方面的研究进展,供大家交流学习。

1.Mater. Sci. Eng. C:壳寡糖交联电纺多孔双层FC/PCL纳米纤维支架的制备及其在全层伤口愈合中的应用

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➣利用静电纺丝技术制备了由鱼胶原蛋白(FC)和聚(ε-己内酯)(PCL)组成的新型双层纳米纤维支架,其中壳寡糖(COS)通过碳二亚胺化学共价连接。

➣在不同的静电纺丝条件下,无论聚合物的比例如何,非交联纳米纤维支架的结构和纤维直径均保持一致,但是在交联后纤维直径随FC含量的变化而变化。

➣基于细胞相容性分析(即纳米纤维支架的细胞反应及其相互作用),具有高FC含量的纳米纤维支架对正常人皮肤成纤维细胞新生(NHDF-neo)和HaCaT角质形成细胞具有功能活性,从而产生了一种非常有效的组织工程植入物,适用于全层伤口愈合。

➣对所提出的FC/PCL(FCP)纳米纤维支架的亲水性、溶胀性和机械完整性的评估也证实了它们具有用作组织工程皮肤植入物以加快皮肤再生的巨大潜力。

DOI: 10.1016/j.msec.2021.111871


2.Nanomed. Nanotech. Biol. Med.:纳米羟基磷灰石/胶原蛋白纳米纤维的制备及其在皮肤再生修复中的应用前景

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➣本研究反映了通过静电纺丝胶原蛋白和静电喷涂纳米羟基磷灰石(nanoHA)制备的复合基质在皮肤再生中的应用。主要目标是评估nanoHA作为局部钙释放源对人真皮成纤维细胞、角质形成细胞和人间充质干细胞(hMSCs)生长、增殖、分化和细胞外基质生成的影响。

➣nanoHA提供的钙离子显著提高了细胞的生长和增殖速率,并阻止了通常在人类皮肤菌群中发现的致病菌菌株的粘附。而且,hMSCs能够分化为成骨和成脂谱系。

➣大鼠皮下植入膜还显示无不良反应。因此,该复合膜无论是作为皮肤创面再生的细胞移植支架,还是作为整形外科、烧伤治疗或皮肤疾病的创面敷料,都具有很大的应用潜力。

DOI: 10.1016/j.msec.2020.111853


3. 暨南大学屠美Chem. Eng. J.:促血管生成肽纳米纤维水凝胶/3D打印支架的制备及其真皮再生应用

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➣在这项研究中,合成了促血管生成的自组装肽纳米纤维水凝胶(SLg),并与UV固化明胶(GelMA)结合以制备一系列三维(3D)打印支架。

➣在3D打印过程中构建了由明胶和肽交织而成的互穿聚合物网络(IPNs),从而提高了吸收性和弹性。

➣3D打印的GelMA/SLg支架显示出可控的孔隙率、孔径和连通孔特性。这些特性为细胞迁移、增殖提供了适宜的微环境,有利于早期血管生成的血管生长。

➣一项体内研究发现,含有20%肽水凝胶的3D打印GelMA/SLg支架具有最佳的胶原纤维结构,血管重建和皮肤再生的修复周期最快。

DOI:10.1016/j.cej.2020.128146


4.Chem. Eng. J.:含有羟基肉桂酸衍生物的电纺PVP基纤维水凝胶的制备及其在伤口敷料中的应用

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➣本研究证明了含有两种羟基肉桂酸衍生物,即对香豆酸和阿魏酸的PVP乙醇溶液可以电纺成功能性水凝胶纤维垫。

➣静电纺丝后,首先在130℃下对所形成的复合材料垫进行20小时的热处理,然后将其浸入水介质中,从而转变为水凝胶。热退火不会降解羟基肉桂酸衍生物,且可保留其功能。

➣将这些水凝胶纤维垫用作潜在的伤口敷料,为此,体外测试显示长达8天的抗氧化剂释放,从而保护A549上皮细胞免受氧化应激。使用人红细胞以及A549和HaCaT细胞系进行的生物相容性试验显示无不良影响。

➣通过简单的方案生产的PVP基纤维水凝胶是伤口敷料的有希望的候选材料。

DOI:10.1016/j.cej.2020.128144


5.J. Biol. Eng.:制备接种有分化角质形成细胞的壳聚糖-聚乙烯醇/蚕丝电纺纤维,用于皮肤组织再生

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➣通过共静电纺丝制备了一种壳聚糖(Ch)-聚乙烯醇(PVA)/蚕丝杂化纤维垫,并在该纤维垫上接种了骨髓间充质干细胞(MSCs)衍生的角质形成细胞以评估其体外和体内伤口愈合潜力。由于其结构、物理、生物学特性,所制备的杂化体有望促进伤口愈合。

➣傅里叶变换红外光谱(FTIR)验证了Ch-PVA+Silk聚合物以及Ch-PVA或纯PVA基底的所有典型吸收特性。纤维的接触角和润湿性测定表明,与仅PVA相比,添加Ch和蚕丝基底的垫子具有中等的亲水性。

➣通过共静电纺丝工艺以及对这些合成和天然聚合物的杂化,Ch-PVA+蚕丝纤维垫的力学性能显著提高。与PVA和Ch-PVA纤维相比,Ch-PVA+蚕丝纤维具有更高的细胞粘附和增殖能力。

组织学分析和皮肤再生结果表明,这种新型纤维构建体可以作为皮肤替代物用于修复受损皮肤和再生医学领域。

DOI:10.1186/s13036-020-00249-y


6.Mater. Sci. Eng. C:一步法制备双重尺寸的明胶/聚-3-羟基丁酸酯纳米/微纤维电纺支架,用于糖尿病伤口的皮肤再生

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➣这项工作旨在实施一种静电纺丝方案,该方案允许在单个支架中同时生产微纤维和纳米纤维,以模拟结合了可生物降解聚合物和蛋白质的细胞外基质(ECM),并评估其治疗糖尿病伤口的能力。

➣选择聚-3-羟基丁酸酯(PHB)和明胶(Ge)分别制备微纤维和纳米纤维。在0.5ml/h和25kV下,由含8%w/vPHB的氯仿(微纤维,1.25±0.17µm)和含30%w/v明胶的乙酸(75%w/v)(纳米纤维,0.20±0.04µm)一步制备了双重尺寸的纤维。

➣孵育1、3和7天后,所有支架均显示出优异的成纤维细胞活性和附着力,且溶血水平较低。对糖尿病大鼠进行了为期21天的体内伤口愈合评估,结果表明用含有Ge的支架治疗的伤口显示出更快的愈合。

➣与对照伤口相比,用Ge-PHB支架处理的伤口处于晚期增殖阶段,毛囊和汗腺含量较高,而成纤维细胞含量较低。

DOI:10.1016/j.msec.2020.111602


7. Mater. Sci. Eng. C:丝素蛋白基电纺纤维的高通量生产及其在皮肤组织工程中的应用

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➣开发了一种无喷嘴的静电纺丝设备,以高通量生产具有可调润湿性的丝素蛋白基三元生物相容性复合纤维。合成纤维材料往往表现出次优的细胞生长和增殖,许多研究将这种现象与此类表面的疏水性联系起来。

➣在这项研究中,制备了由聚己内酯与不同形态聚癸二酸甘油酯和再生丝素蛋白混纺而成的电纺垫。这项工作的主要目的是开发具有可变疏水性/亲水性的纤维毡,这具体取决于不同的固化形式和PGS的浓度。

➣采用了一种区别于从家蚕茧中提取丝素蛋白的常规方法的策略,在常规方法所需时间的三分之一内显著提高了蛋白质的产量。可以通过改变复合纤维中PGS的比例和固化时间来调节支架的润湿性。

➣这种三元复合生物材料表现出良好的体外成纤维细胞附着行为和最佳生长,表明这种结构在开发有助于皮肤再生的人造皮肤样平台方面具有巨大的潜力。

DOI:10.1016/j.msec.2020.110939


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