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Nanomaterials期刊:用于伤口愈合的静电纺明胶纳米纤维临床应用研究进展
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Nanomaterials期刊:用于伤口愈合的静电纺明胶纳米纤维临床应用研究进展

  • 来源:Nanomaterials期刊
  • 浏览次数:
  • 日期:2022-04-23 16:24

【概要描述】通过改良电纺明胶纳米纤维毡的物理或生物性能,可获得不同的功能。

Nanomaterials期刊:用于伤口愈合的静电纺明胶纳米纤维临床应用研究进展

【概要描述】通过改良电纺明胶纳米纤维毡的物理或生物性能,可获得不同的功能。

  • 分类:学术动态
  • 作者:
  • 来源:Nanomaterials期刊
  • 发布时间:2022-04-23 16:24
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一.伤口敷料

伤口敷料是一种基本类型的医疗装置,用于覆盖开放伤口以保护伤口免受外部风险因素的影响,新型多功能伤口敷料能同时提供合适的微环境以支持伤口愈合过程。而电纺纳米纤维材料因其具有高孔隙率、高透气性和透湿性的特点。并且对外界病原体的有效隔绝性能以及良好的细胞外基质(ECM)纤维模拟性能,而被认为是具有伤口愈合和皮肤再生前景的高级敷料候选材料。

 

二.新型伤口敷料---静电纺明胶纳米纤维毡

明胶是电纺丝纳米纤维敷料的天然生物材料之一,它具有优异的生物相容性和生物降解性,以及巨大的渗出物吸收能力,集成了特定功能的电纺明胶基纳米纤维毡已经被制造用于治疗一些难以愈合的伤口类型。

 

   新型伤口敷料材料的发展缩短了愈合时间,改善愈合伤口的功能。静电纺丝作为一种有前途的制备纳米纤维无纺衬垫的技术被广泛研究,在再生医学和组织工程领域,如伤口愈合、药物载体以及骨软骨和胃肠组织工程等领域引起了强烈的关注。

 

尽管有很多不同类型的聚合物被电纺成纳米纤维,但明胶无疑是制造用于伤口愈合应用的电纺纳米纤维垫的最重要的生物聚合物之一。目前学者们对静电纺丝明胶基的敷料在临床应用中已有比较深入的研究。

传统静电纺丝及改进功能

图 1.(A)传统静电纺丝装置的示意图。(B)控制电纺纤维的组成和结构的一些代表性改进的电纺策略示意图

 

三. 电纺明胶基纳米纤维毡

有学者制作了电纺明胶/羟基磷灰石纳米纤维垫作为伤口敷料材料,比商业壳聚糖凝胶伤口敷料更高的伤口闭合百分比,这种纳米纤维敷料可以有效地减少炎性细胞的侵入并显著促进上皮再形成。

 

有研究团队采用双静电纺丝策略来制造包含CS-明胶(凝胶)纳米纤维和 CS-HA 纳米纤维的新型复合敷料体内伤口处理结果表明,与医用纱布相比,使用 CS-凝胶纳米纤维敷料的伤口闭合明显更高。

 

改变电纺明胶基纳米纤维敷料的结构和图案对于提高最终获得的敷料材料的愈合效率也是非常重要的。另有研究团队开发了一种三维明胶纳米纤维海绵,采用改良的电纺技术和后续的热交联处理相结合。可以加速血小板栓塞的产生和激活凝血途径。体内肝外伤模型和耳动脉损伤模型均表明,所制备的 3D 明胶纳米纤维海绵具有比商用 3D 明胶非纤维止血海绵和医用纱布更高的止血能力,在大面积急性伤口的快速止血方面显示出巨大的潜力。

 

三维静电纺丝明胶纳米纤维海绵图 2.新型三维静电纺明胶纳米纤维海绵快速止血材料的设计与开发。(A)立在叶子上的如此制备的 3D 电纺明胶纳米纤维海绵的照片。(B)明胶纳米纤维海绵在不同程度外力作用下的压缩和回复照片。

 

此外,原位敷料特别适用于形状不规则的伤口。最近,有研究团队利用 3D 打印机制造了一种手持式静电纺丝装置,并利用所制造的手持式静电纺丝装置将明胶/PLA 纳米纤维垫电纺在小鼠伤口部位,实现了伤口的原位修复。

手持电纺丝机的原位修复

图3.使用 3D 打印手持静电纺丝设备设计和开发原位明胶/PLA 纳米纤维伤口敷料。

 

四.载有生物活性剂的电纺明胶基纳米纤维毡

在静电纺丝过程中,两种或多种生物活性和治疗成分试剂已经被装载到明胶基纳米纤维垫中。Ajmal 等人开发了载有槲皮素和盐酸环丙沙星的 PCL/明胶纳米纤维毡,这两种药物在初始快速释放后呈现持续释放。载药 PCL/明胶纳米纤维敷料在体内证实了良好的抗菌和抗炎作用,可加速伤口愈合。

 

五.总结

 在过去的二十年中,人们在共混聚合物的选择、溶剂和功能添加剂的选择以及物理或化学交联等后处理策略方面付出了巨大的努力,以改善耐水性,控制降解速率,并提高电纺明胶基纳米纤维毡的物理和生物性能。通过使用一些先进的静电纺丝方法,如共混静电纺丝、乳液静电纺丝和同轴静电纺丝,与静电纺丝明胶基纳米纤维结合。尽管取得了所有这些进展,但临床上仍然没有商业化的电纺明胶基纳米纤维伤口敷料。

 

引用文献: https://www.mdpi.com/2079-4991/12/5/784

 

轻子纳米以静电纺丝设备和新材料制备为核心的高新技术企业,新材料制备涉及微纳米材料、生物材料、环保材料等领域,在静电纺丝领域具有多项专利技术。公司推动实验研发向实际产业应用,目前可提供科教型电纺设备、静电纺丝中试设备、近场直写设备和量产纳米纤维生产线。公司研发的手持静电纺丝机可进行简单的纳米纤维实验,桌面型电纺丝机适用于科研实验,可纺纤维结构多样。

 

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