三维层状纳米纤维海绵的制备及生物学性能研究

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皮肤创伤的修复是一个动态、复杂且连续的过程,严重的皮肤组织缺损会导致身体机能的下降甚至死亡。伤口敷料的应用有助于伤口愈合,但愈合过程的复杂性仍然是一项重大的健康挑战。目前,以静电纺丝纤维材料为基础的新型生物医用纺织敷料受到国内研究人员的广泛关注。虽然静电纺丝纤维膜作为伤口敷料表现出优异的性能,但其二维的结构不能参与伤口愈合的各个阶段,限制了其伤口愈合的能力。针对上述现状,本研究通过将静电纺丝和气体发泡相结合的方法制备了一种适用于伤口愈合的三维/银基金属有机框架/姜黄素(3D-Ag MOF-CUR)纳米纤维海绵。研究利用SEM、XRD和FTIR对样品的表面形貌和组成成分进行了表征;通过凝血实验对样品的凝血性能进行了评估,评价伤口敷料的止血能力;通过抑菌实验对样品的抑菌性能进行了研究,评价样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌能力;通过对人脐静脉内皮细胞的细胞毒性实验评价样品与细胞的相容性;最后通过体内伤口模型对样品在小鼠背部伤口愈合的情况进行评价。所得的研究结论如下:(1)成功通过气体发泡法将二维(2D)纳米纤维膜发泡形成三维(3D)纳米纤维海绵,制得的3D纳米纤维海绵较2D纳米纤维膜具有更好的吸水性(2594.05%±997.52%)、更高的孔隙率(86.53%±2.77%)和更好的体外凝血效果(267.48±9.96 g/L)且具有良好的生物相容性。(2)成功在3D纳米纤维海绵上原位生长了Ag-MOFs并成功负载CUR,通过体外抑菌实验证明3D纳米纤维海绵原位生长Ag-MOFs后具有强大的抑菌效果,抑菌率可达99%,且负载CUR后抑菌效果不会减弱。此外,3D-Ag MOF-CUR海绵创面敷料毒性低,具有良好的生物相容性。(3)在体内未感染和感染创面模型研究过程中,制备的3D-Ag MOF-CUR都能够在12天时率先愈合,并具有良好的抗菌能力,抑菌率可达99%。此外,3D-Ag MOF-CUR能促进胶原沉积、血管生成和组织再生,从而加速创面愈合。研究结果表明,3D-Ag MOF-CUR纳米纤维海绵解决了伤口感染后不易愈合的棘手问题,达到加速皮肤伤口的愈合、防止创面的感染并促进血管组织再生的目的,为开发应用于临床的创新伤口敷料提供了新的思路。
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