伤口敷料的发展为应急伤口的处理带来了极大的便利。载药伤口敷料以其多种多样的手段,实现了将不同的药物以不同的释放方式作用于伤口,达到了渗出物吸收,抗菌和促进伤口愈合的目的。然而,使用适当的策略实现对不同药物释放需求的整合,成为开发新型伤口敷料的重要问题之一。
近日,上海理工大学余灯广教授&香港圣方济各大学Annie Bligh教授团队在期刊《Carbohydrate Polymers》上,发表了最新研究成果“Medicated tri-layer fibers based on cellulose acetate and polyvinylpyrrolidone for enhanced antibacterial and wound healing properties”。研究者通过多流体静电纺丝工艺,制备出了具备吸收渗出物、抗菌和促愈合的载药三级并列纳米纤维膜伤口敷料。这种三级并列纳米纤维使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和醋酸纤维素(CA)作为基材,盐酸小檗碱(BHC)和芦荟苷(Aloin)分别作为抗菌和促愈合药物。与空白组相比,载药组表现出了良好的抗菌和促愈合功能,并实现了药物阶梯释放和缓释的结合。
图1:不同纤维膜的SEM和载药三级并列纤维的TEM图像。
通过多流体电纺通过静电纺丝制备了载药三级并列纳米纤维。参数的调整和电纺溶液导电率的变化,使得纤维的直径受到了明显的影响。SEM图像显示载药三级并列纳米纤维具有光滑的表面,平均直径为458±140 nm(图1g)。相较于空白的三级并列纤维(712±209 nm)有明显的降低。通过透射电镜观察,发现三级并列纤维具有可以分辨的三级并列结构,保证了其具有多重功能的结构基础(图1i)。
图2:三级并列纤维膜的润湿和保湿性能。
图3:盐酸小檗碱和芦荟苷的释放行为。
如图2所示,由于PVP的存在,纤维膜表现出了良好的亲水能力。根据接触角数据显示,在与水最开始接触的5s内,三级并列纤维膜的接触角最多可以从114.179° ± 0.289°下降到15.592° ± 1.779°。CA的存在保证了纤维膜具有良好的保水性能。三级并列纤维膜最多可以维持自身质量的5.090 ± 0.276倍的水,并在体温条件下可以保持6 h的恒速失水过程。
图3展示了同一根纤维上BHC和aloin不同的释药行为。BHC展现出的是一种速释和缓释相结合的两级释放过程;aloin表现出的是一种缓释过程。药物的释放对纤维的形貌没有明显的损害,纤维仍然能够保持独立的状态。
图4:三级并列纤维膜的抗菌性能。
图5:三级并列纳米纤维的促愈合性能。
此外,三级并列电纺制备的三级并列纳米纤维表现出良好的抗菌(图4)和促愈合性能(图5)。多级纳米纤维对功能的整合以及其制备的便捷性,为功能性伤口敷料提供了新的策略。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.122856
人物简介:
第一作者:王梦龙,博士。上海交通大学医学院附属瑞金医院。
余灯广,上海理工大学材料与化学学院教授,博士生导师,电流体动力学与新
材料制备团队负责人。
Prof.Dr. Sim Wan Annie Bligh, 香港圣方济各大学教授CSci, CChem, FRSA, F
RSB, FRSC, PFHEA,Provost of Saint Francis University