DOI: 10.1016/j.jmst.2021.03.037
一氧化氮(NO)由于其在伤口愈合过程中起着关键作用,已成为一种潜在的创伤治疗剂。然而,由于其气态和半衰期短,NO疗法的临床应用受到了很大的限制。在此,研究者通过静电纺丝法将硝普钠掺杂普鲁士蓝纳米颗粒和I型胶原掺入壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维中,制备了一种伤口敷料。这种杂化纳米纤维支架具有良好的近红外控制NO释放、光热治疗和模仿细胞外基质样结构的能力。与对照组相比,这些协同作用可增强其体外抗菌作用,从而进一步促进体内伤口愈合。组织学分析表明该支架可促进成纤维细胞生长并加速上皮形成。此外,没有观察到明显的组织毒性,对主要器官的损害可忽略不计,这为体内应用提供了足够的生物安全性。研究数据表明,所制备的杂化纳米纤维支架是加速伤口愈合和治疗慢性伤口的理想候选材料。
图1.(A)PVP、铁氰化钾、硝普钠和SNP-PB NPs的FTIR光谱。(B)SNP-PB NPs的TEM图像(比例尺=100nm)。(C)SNP-PB NPs中C、Fe、N和O的EDX映射(比例尺=150nm)图像。(D)SNP-PB纳米颗粒的UV-vis-NIR光谱。(E)SNP-PB纳米颗粒的流体动力学直径。
图2.(A)辐照6分钟后,不同浓度SNP-PB NPs的光热曲线。(B)光照射6分钟后的热成像。(C)不同浓度SNP-PB纳米纤维支架辐照6分钟的光热曲线。(D)重复暴露于808nm激光(均为0.5W/cm2)后SNP-PB纳米纤维支架的温度变化。(E)在0、0.5、1.0和1.5W/cm2功率下用NIR照射后,SNP-PB NPs(1mg/mL)的NO释放曲线。(F)在808nm激光(0.75W/cm2)下SNP-PB NPs(1mg/mL)释放NO的NIR可控性。
图3.SNP-PB/COLI掺杂CSPVA纳米纤维的SEM图像(A),EDX分析(B)。CSPVA(C)和SNP-PB/COLI掺杂CSPVA纳米纤维(D)的TEM图像。
图4.(A)用纳米纤维支架孵育的不同浓度L929细胞的存活率(%)(与对照相比,*p<0.05)。(B)纳米纤维支架的溶血试验。(C)钙黄绿素AM(绿色,活细胞)和PI(红色,死细胞)共染色用SNP-PB纳米纤维支架处理的L929细胞的显微镜图像。(比例尺=200µm。)
图5.在未经或经808nm激光照射(1.0W/cm2,5分钟)下,用不同浓度纳米纤维支架处理的金黄色葡萄球菌(A)和大肠杆菌(C)形成的细菌菌落的照片。使用平板计数法测定金黄色葡萄球菌(B)和大肠杆菌(D)的相应存活率。
图6.在未经或经808nm激光照射(1.0W/cm2,5分钟)下,用不同纳米纤维支架处理的金黄色葡萄球菌(A)和大肠杆菌(C)形成的细菌菌落的照片。使用平板计数法测定金黄色葡萄球菌(B)和大肠杆菌(D)的相应存活率。
图7.SYTO-9和PI共染色用PBS、SNP-PB纳米纤维+冰、PB纳米纤维和SNP-PB纳米纤维孵育的金黄色葡萄球菌(A)和大肠杆菌(B)的荧光图像。
图8.(A)用PBS(对照)、仅NIR(1.0W/cm2,5分钟)、仅纳米纤维支架和纳米纤维支架+NIR(1.0W/cm2,5分钟))处理的金黄色葡萄球菌感染伤口的愈合过程的视觉观察。(B)第1、5、10天对伤口面积进行定量测量的图形表示。
图9.伤口愈合过程的第5天和第10天,四个实验组伤口组织的H&E和Masson三色染色图像。黑色箭头、红色箭头、黑色虚线圆圈、红色虚线圆圈、黑色虚线表示炎症细胞、毛囊、受损表皮、受损真皮和上皮边界。比例尺为200μm。
图10.第5天和第10天,四个实验组的免疫组织化学CD31图像。比例尺为200μm。
图11.不同处理后小鼠主要器官(心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏)的H&E染色。(比例尺为200μm)