皮肤伤口处形成并持续的内源性电场能够调节伤口愈合过程中皮肤细胞行为，是生物电信号传导的基础，在组织再生和伤口愈合中起着极其重要的作用。但大多数伤口敷料因缺乏对生理电信号的主动响应，导致缺损组织的被动修复。因此，有必要设计、开发能够主动将电传导与创面修复结合起来的多功能纳米纤维敷料，集电活性、抗菌活性和良好的生物相容性于一体，促进伤口愈合。

近日，西北工业大学赵雯副教授团队在期刊《Nano Research》上，发表了最新研究成果“Electroactive and antibacterial wound dressings based on Ti3C2Tx MXene/poly(ε-caprolactone)/gelatin coaxial electrospun nanofibrous membranes”。研究者利用Ti₃C₂T_x MXene优异的导电性能和抗菌活性，通过向壳层纺液（聚已内酯/明胶）中加入Ti₃C₂T_x MXene 纳米片，采用同轴电纺技术制备了一系列具有良好力学性能、电活性、抗菌活性和生物相容性的核壳结构纳米纤维膜。壳层纺液中加入极少量的Ti3C2Tx MXene便可获得具有优异导电性能的复合纳米纤维膜，既克服了Ti₃C₂T_x MXene混纺纤维电导率较低的问题，又能发挥Ti₃C₂T_x MXene良好的抗菌活性。

此外，Ti₃C₂T_x MXene作为一种有效的纳米纤维增强剂，能够显著提高纳米纤维的拉伸性能。在电刺激作用下，该纳米纤维膜显著促进了NIH 3T3成纤维细胞的黏附、增殖和迁移。由于其独特的细胞外基质仿生结构、良好的抗菌活性和电活性，在内源性电场作用下，通过重建伤口部位的电信号传导，主动匹配皮肤组织修复相关生物过程，降低伤口部位的局部炎症反应，促进肉芽组织形成，胶原蛋白沉积和血管化，加速了伤口愈合。因此，该多功能纳米纤维膜有望成为伤口敷料的理想候选材料。

图1. 电活性和抗菌Ti₃C₂T_x MXene/PCL/明胶同轴纳米纤维膜的制备、特性及应用示意图。

图2. 纳米纤维膜的机械性能、亲水性和电活性。纳米纤维膜的（a）应力-应变曲线，（b）拉伸强度和（c）拉伸应变；（d）纳米纤维膜的水接触角；（e）纳米纤维膜连接电路中LED的状态；（f）纳米纤维膜的电导率。

图3. 体外电刺激条件下促NIH 3T3细胞增殖。改变（a）ES电位和（b）ES持续时间，CCK-8测定在不同纳米纤维膜上电刺激NIH 3T3细胞；（c）有/无电刺激时，NIH 3T3细胞在有/无MXene的纳米纤维膜上的生存能力；（d）通过活细胞/死细胞染色获得的绿色（活细胞）荧光强度；（e） NIH 3T3细胞的活/死染色。

图 4.（a） 第0、3、7和14天不同治疗组的伤口愈合照片；（b）伤口闭合的轨迹；（c）伤口闭合率。

图 5.（a） 第14天，伤口组织的Masson染色图像；（b） 第11天，不同组CD31的免疫荧光染色；（c） 胶原染色强度分析；（d）不同组中CD 31相对面积覆盖率的量化；对照组伤口中荧光信号的强度（Tegaderm™ 胶片）设置为100%。

研究者创新性地设计了Ti₃C₂T_x MXene嵌入的核壳结构电纺纤维用于伤口修复。Ti₃C₂T_x MXene在赋予纳米纤维多功能性方面发挥了多种作用，包括作为增强剂提高纳米纤维网络的机械稳定性，且作为良好的抗菌活性和导电性的来源。具有良好导电性和组织亲和力的支架能够重建伤口部位的电信号传导，促进伤口愈合。因此，该研究为电活性伤口敷料提供了新颖的设计和制造思路。

论文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-023-5527-z

人物简介：

赵雯，西北工业大学生命学院副教授、博士生导师，目前主要研究方向：生物材料与仿生材料，干细胞与组织工程，纳米递药体系等。近年主持国家重点研发计划项目牵头课题、国家自然科学基金、GF创新TQ项目、陕西省重点研发计划项目、陕西省自然科学基础研究计划项目等科研项目10余项。共发表学术论文70余篇，获授权国家发明专利10余项。