DOI: 10.1007/s42765-022-00227-7

因许多人都遭受着皮肤损伤的困扰，皮肤再生成为一个备受关注的问题。迄今为止，蛋白质基人工皮肤支架的概念已成功应用于皮肤再生并得到了证实。然而，实现具有皮肤样细胞外基质（ECM）的皮肤组织支架仍然是一项重大挑战，该支架集低廉的价格、良好的生物相容性、优异的抗菌性能、较好的细胞粘附性和较强的机械性能于一体。在这项研究中，作者通过微流控吹纺（MBS）制备了低价的丝胶（SS）蛋白基人工皮肤纳米纤维支架（NFSs），该支架具有优异的生物活性、高机械强度且无免疫排斥反应。特别是，通过在高速剪切芯片中使用MBS，将制备的NFS从随机线圈结构转变为β片层结构，以提高其稳定性和机械强度。此外，通过体外和体内研究表明，基于SS蛋白的人工皮肤NFSs具有优异的抗菌效果和降解性能，加速了组织肉芽生长，有效促进了皮肤伤口愈合和皮肤再生，为全球范围内的相关医疗问题提供了参考。因此，这种受ECM启发的人工皮肤NFS为加速伤口愈合和组织再生提供了新的视角，并为临床医学提供了潜在的治疗方案。

图1.通过MBS制备NFS及其应用示意图。a）具有不同蛋白质折叠结构的SS对伤口愈合的影响示意图。b）用于制备NFS的MBS技术。在两相微流体剪切力的作用下，SS的结构从随机线圈结构转变为β片层结构，以提高其在纤维支撑件上的稳定性。c）NFS在抗菌和伤口愈合中的应用

图2.结构稳定性表征。a）CS和SS之间的氢键结构。b）结构转变图。c）APU/CS/SS、APU/CS和CS/SS的FT-IR光谱。d）纯SS和APU/CS/SS的CD光谱。（e）APU/CS/SS、APU/CS和APU的结晶指数

图3.APU/CS/SS NFS的结构特征。a）APU、b）APU/CS和c）APU/CS/SS的SEM图像。d）不同类型NFS的孔径和分布。e）不同时间APU、APU/CS/SS和APU/CS的氮气透过率比较。f）不同类型NFS的水接触角比较。g）APU/CS/SS、APU/CS和CS/SS NFS的溶胀行为。h）拉伸速率为0.2mm/s时各种NFSs的拉伸应力-应变曲线。i）在50℃和55%湿度下NFS的降解率

图4.NFS的抗菌机制、体外抗菌活性和生物相容性研究。a）经不同NFS处理的伤口上大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈图像（n=5）。b）抑菌圈直径测量图。条形表示标准偏差，每组n=5。c）SS抗菌机理示意图。d）通过MTT测定分析使用不同类型NFS培养的L929母细胞的细胞活力。比例尺为50μm，每组n=5。e）不同类型NFS的细胞存活率图表。条形表示标准偏差，每组n=5

图5.小鼠伤口愈合特征。a）小鼠伤口愈合过程示意图。b）第3、7和10天APU/CS/SS、APU/CS、APU NFS和对照组处理的伤口照片（比例尺为1cm，每组n=7）。c）APU/CS/SS、APU/CS、APU NFS和对照组中肉芽生长的H&E染色显微图像。比例尺为200μm，每组n=7。d）第3、7和10天伤口面积的直方图分析。数据显示为平均值±SD。条形表示标准偏差，每组n=7，*p<0.05。e）肉芽组织厚度的定量分析

图6.伤口新肉芽组织分析。a）PBS、APU、APU/CS和APU/CS/SS组巨噬细胞的双重免疫荧光染色图像。b）Masson染色图像显示第10天伤口肉芽组织中的胶原分布。c）对照组、APU组、APU/CS组和APU/CS/SS组中新血管的双重免疫荧光染色图像。（a、b和c的比例尺为50μm，每组n=7。）