DOI: 10.1039/D0BM00530D
抗菌纳米纤维敷料的开发可以保护受损组织免受共生病原体的侵害，同时促进组织再生，在整形和重建手术实践中具有巨大潜力。为了实现这一目标，研究了硫酸软骨素对含矿化镁的聚多巴胺交联电纺明胶纳米纤维的形态、机械性能、润湿性和生物相容性的影响。为了延长敷料的耐用性，研究者制备了以聚己内酯（PCL）和明胶为共混物或核-壳纳米纤维的复合敷料。纳米纤维共混物表现出更大的拉伸强度和拉伸性，而核-壳纳米纤维表现出优异的光致发光性能。在猪皮肤烧伤模型中，与未经治疗的烧伤相比，混合和核-壳纳米纤维敷料均显示出更好的再上皮化、伤口闭合和临床结果。活检组织的组织学研究表明，与未处理的烧伤相比，用核-壳纳米结构处理的烧伤具有平滑的再生和胶原组织。这项研究比较了复合纳米纤维的理化和生物学特性，该纤维能够加速烧伤创面愈合并具有抗菌特性，突出了它们作为伤口敷料和皮肤替代品的潜力。
图1.（a-e）硫酸铵软骨素浓度增加（明胶0.1–2.0％w/w）的碳酸铵交联的电纺明胶纳米纤维（Gel_pDA_Mg）的代表性SEM图像。注意，随着硫酸软骨素浓度的增加，垫子的交联程度提高。比例尺=1 µm。
图2 .Gel_pDA_Mg和Gel_pDA_Mg_CS_2％的ATR-FTIR扫描。注意Gel_pDA_Mg_CS_2％中的S=O和S-O峰。
图3.a）MTS分析显示了含各种硫酸软骨素的电纺纳米纤维对HaCaT细胞活力的影响。根据标准校准曲线评估总细胞数。进行独立的重复实验，并报告了平均细胞数。由Tukey多重比较测试得出****，p<0.0001；**，p<0.01；*，p<0.05以及ns无显著性。b）用CMFDA处理细胞、Hoechst染色细胞核后，对接种在各种电纺垫上的HaCaT细胞进行共聚焦荧光显微镜检查。插图显示了由鬼笔环肽染色的F-肌动蛋白和由Hoechst染色的细胞核。比例尺=20 µm。
图4.a）MTS分析显示了含各种量的硫酸软骨素的电纺纳米纤维对人类原代皮肤成纤维细胞活力的影响。根据标准校准曲线评估总细胞数。进行独立的重复实验，并报告了平均细胞数。由Tukey多重比较测试得出**，p<0.01和ns无显著性。b）接种在各种电纺垫上的人类原代皮肤成纤维细胞的共聚焦荧光显微镜检查。对于每张垫子，左列的图像是CMFDA处理过的细胞，细胞核用Hoechst染色，而右列的细胞图像中F-肌动蛋白用鬼笔环肽染色，细胞核用Hoechst染色。比例尺=20 µm。
图5.代表性SEM图像显示了电纺和交联的PCL/明胶共混物和核-壳纳米结构的形态。电纺纤维的SEM图像，a）PCL/明胶共混物和c）PCL /明胶核-壳纳米结构。比例尺=1 µm。插图显示了核-壳纳米结构的TEM图像。比例尺=200 nm。碳酸铵交联后垫子的SEM图像，b）PCL/明胶共混物和d）PCL/明胶核-壳纳米结构。比例尺=1 µm。e，f）交联后PCL/明胶核-壳纳米结构断裂形态的SEM图像。交联处理后几乎看不到核-壳界面。比例尺=100 nm。g）电纺PCL/明胶核-壳纳米结构断裂形态的SEM图像。比例尺=100 nm。
图6.样品Gel_pDA_Mg_CS_1％、PCL/明胶共混物和核壳纳米纤维的（a-c）1sC、（d-f）1sN、（g-i）1sO和（j-1）Mg 2p光谱的代表性反卷积。
图7.a）MTS分析显示了PCL/明胶混合物和核-壳纳米纤维对HaCaT细胞活力的影响。根据标准校准曲线评估总细胞数。进行独立的重复实验，并报告了平均细胞数。由Tukey多重比较测试得出**，p<0.01和*，p<0.05。b）接种在复合垫上的HaCaT细胞的共聚焦荧光图像，并用CMFDA处理细胞和Hoechst染色细胞核后成像。插图显示了由鬼笔环肽染色的F-肌动蛋白和由Hoechst染色的细胞核。比例尺=20 µm。c）代表性SEM图像显示了接种在复合垫上的HaCaT细胞的形态。比例尺=10 µm。
图8.a）MTS分析显示了PCL/明胶共混物和核-壳纳米纤维对人类原代皮肤成纤维细胞活力的影响。根据标准校准曲线评估总细胞数。进行独立的重复实验，并报告了平均细胞数。根据Tukey的多重比较测试，***，p<0.001和**，p<0.01。b）接种在复合垫上的人类原始皮肤成纤维细胞的共聚焦荧光图像。对于每个垫子，左列的图像是CMFDA染色的细胞，细胞核用Hoechst染色，而右列的图像中F-肌动蛋白用鬼笔环肽染色，细胞核用Hoechst染色。比例尺=20 µm。c）代表性SEM图像显示接种在复合垫上的人类原始皮肤成纤维细胞的形态。比例尺=10 µm。
图9.a）在405和488 nm激发波长处激发的Gel_pDA_Mg_CS_1％和PCL/明胶复合垫的共聚焦显微镜图像。比例尺=20 µm。b）通过ImageJ分析定量各个荧光强度（405和488 nm）。荧光强度表示为平均灰度值。由Tukey多重比较测试得出****，p<0.0001和**，p<0.01。
图10.通过径向盘扩散测定法评估了Gel_pDA_Mg、Gel_pDA_Mg_CS_1％、PCL/明胶共混物和核-壳纳米纤维对革兰氏阳性细菌的抗菌评估。比例尺=1 cm。
图11.PCL/明胶共混物和核-壳纳米结构对皮肤伤口愈合的影响。a）代表性数字图像，显示了猪模型在损伤后第0、7、14、21、28和32天的皮肤局部厚度烧伤的伤口闭合情况。注意，与未处理的烧伤相比，混合和核-壳纳米结构均显示出早期的收缩和伤口闭合。b）通过数字图像的大体检查确定各组伤口状态的临床评估（平均值±标准偏差）（每组n=4）。c）通过受伤后第28天和32天对数字图像进行平面分析确定伤口闭合度（平均值±标准偏差，每组n=4）。未经处理的烧伤仅用Tegaderm膜覆盖。
图12.受伤后32天时伤口组织的横截面图像。a）从PCL/明胶共混物和核-壳纳米纤维处理伤口处获得的组织切片的H&E和b）MT染色。未经处理的烧伤仅用Tegaderm膜覆盖。显示了代表性图像。比例尺=100 µm。
