为应对糖尿病慢性创面发病率高、病理微环境复杂、病程长、难愈合等问题，迫切需要设计开发一种具有恰当微观结构和多重生物功能性的新型敷料贴片。
近日，青岛大学陈韶娟教授和吴韶华副教授研究团队在期刊《Materials and Design》上，发表了最新研究成果“Bioactive electrospun nanoyarn-constructed textile dressing patches delivering Chinese herbal compound for accelerated diabetic wound healing”。青岛大学纺织服装学院李怡然研究生和青岛大学药学院赵文文副教授为论文的共同第一作者，青岛大学纺织服装学院吴韶华副教授和青岛大学附属烟台毓璜顶医院翟慧渊副主任为论文的共同通讯作者，青岛大学为第一署名单位。
研究者通过改进的静电纺丝工艺、热牵伸工艺以及传统纺织织造技术，制备出载有中药成分丹参葛根复合提取物的纳米纤维机织物敷料贴片，所得敷料贴片兼具纳米纤维独特的微观结构和机织结构优异的力学性能，同时具备良好的表面亲水性，负载的丹参葛根复合提取物能够显著促进巨噬细胞由M1表型向M2表型极化，并且促进成纤维细胞的粘附、迁移以及增殖。在糖尿病小鼠全皮损伤模型中，敷料贴片用时18天即可促使创面完全愈合且表现出高质量的修复效果，因而在糖尿病慢性创面治疗方向具有巨大的应用潜力。
图1 载药Gel/PLLA纳米纤维纱线机织物敷料贴片的制备过程及生物学性能。
图2 载药Gel/PLLA纳米纤维纱线机织物敷料贴片的微观形貌及其表征。
明胶（Gel）和聚左旋乳酸（PLLA）按照固定比例混合作为纺丝聚合物，通过改进的静电纺丝技术制备得到负载不同浓度丹参葛根提取物（SRHC）的纳米纤维纱线，经过热牵伸的纳米纤维纱线通过经纬交织制成平纹敷料贴片，即Gel/PLLA-0%SRHC、Gel/PLLA-1%SRHC、Gel/PLLA-5%SRHC。SEM图像显示三种织物由光滑均匀的纱线构成，纱线内的纤维表面均匀无串珠，沿纱线轴向呈现高度取向，其中Gel/PLLA-5%SRHC纱线直径为349.3 ± 18.6 μm，内部纤维直径为534.5 ± 138.7 nm，平均孔径面积为0.092 ± 0.004 mm2，与其他两组无显著性差异，表明SRHC的添加对纳米纤维的形态结构没有明显影响，同时适当的孔隙尺寸可以确保敷料具有良好的透气性。
将人表皮成纤维细胞接种在三种敷料上，共培养一段时间后测试细胞毒性，发现所有敷料均表现出良好的细胞相容性，添加SRHC的样品可显著促进细胞的粘附、生长和增殖。借助共聚焦显微镜可观察到细胞生长方向与纳米纤维取向方向高度一致，说明三种敷料能诱导细胞伸展生长，促进细胞迁移增殖。将巨噬细胞接种在敷料表面，用LPS激活巨噬细胞，随后测试两种促炎因子浓度，发现添加有SRHC的样品能够有效减少IL-6和TNF-α炎症因子的分泌水平。
图3 体外细胞毒性和抗炎性能。
图4 创面愈合情况分析。
建立全皮层损伤的糖尿病小鼠模型，测试了三种敷料对创面愈合情况的影响。实际照片和量化结果表明，Gel/PLLA纳米纤维纱线机织物敷料贴片治疗下的创面愈合速度明显快于对照组，随着SRHC负载量增大，创面修复速度也随之提升，其中Gel/PLLA-5%SRHC敷料组在第18天愈合程度达到100%。
图5 组织学分析。
借助H&E和MT染色，可以观察到Gel/PLLA-1%SRHC和Gel/PLLA-5%SRHC两组在第18天表现出相对连续的新生表皮层，Gel/PLLA-5%SRHC组中出现了明显成熟的胶原蛋白沉积、大量的毛囊和血管再生。
大量前期研究表明，皮肤组织在损伤2-3天后进入强烈的炎症期，诱导大量巨噬细胞极化为促炎M1表型，在糖尿病慢性伤口中，M1型巨噬细胞将长期主导伤口周围微环境，阻止创面正常愈合过程。本研究在创面治疗第三天，分别采用CD206（M2蛋白标记物）和CD80（M1蛋白标记物）对伤口区域进行复合染色，可以观察到对照组中存在大量CD80和极少量CD206，而三组纳米纤维纱线机织物敷料贴片组中CD206表达水平明显上升，且随药物浓度提高，表达量也逐渐升高。Gel/PLLA-5%SRHC组中CD80蛋白水平最低，说明其可以有效促进巨噬细胞由M1表型向M2表型极化，从而促进伤口愈合。同时采用ELISA测试结果进一步证实了Gel/PLLA-5% SRHC组的炎症因子浓度最低，与对照组和其他实验组相比具有显著性差异。
图6 免疫荧光染色和ELISA测试分析炎症水平。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.matdes.2023.112623
人物简介：
陈韶娟 青岛大学纺织服装学院教授，工学博士，博士生导师，青岛市纺织工程学会副理事长，中国纺织工程学会理事，中国产业用纺织品协会理事。山东省优秀研究生指导教师，山东省优秀硕士学位论文指导老师。主要研究方向：纺织材料与纺织品设计，非织造材料与产业用纺织品，从事功能纤维材料及纺织品，医用纺织品，医用纺织复合材料等方面的研究。承担参与省市课题和横向课题多项，撰写SCI和CSCD论文多篇；曾获青岛市科技进步二等奖，青岛市自然科学三等奖。目前在研国家重点研发计划项目子课题1项，山东省重点研究计划项目1项，企业横向合作项目多项。
吴韶华 青岛大学纺织服装学院副教授，工学博士，硕士研究生导师，纺织工程系副主任。2016年于中国东华大学获得博士学位，曾在美国康奈尔大学和美国内布拉斯加大学医学中心做过访问学者和博士后，主要从事生物医用纺织品相关领域的研究。目前已发表 SCI 研究论文 70 余篇，其中以第一或者通讯作者发表ESI高被引论文9篇，热点文章4篇，论文总引用2900余次，H指数32。已授权国内外专利15项，其中应用到企业实现成果转化的发明专利4项，单项最高转化金额为150万。主持山东省自然科学基金1项、中国博士后基金1项，主持或参与企业横向项目多项，参与中国国家自然科学基金、美国NIH、美国心脏协会等项目多项。目前为青岛即昇科技有限公司技术总监、中国生物化学与分子生物学会工业专业分会委员、中国纺织麻标委委员、山东省生物医学工程组织修复专委会委员，担任Nanomaterials、Engineered Regeneration、JoVE等杂志的客座编辑，以及Progress in Materials Science、Advanced Functional Materials、Bioactive Materials等 60 余种 SCI 杂志的特约审稿人。连续多年被评为青岛大学优秀研究生指导老师，荣获2022中国纺织优秀硕士学位论文指导老师，2023山东省优秀硕士学位论文指导老师，第24届陈维稷论文指导老师等称号，入选2023年“全球前2%顶尖科学家”年度影响力榜单。
