DOI: 10.1021/acsami.9b17597
本研究采用静电纺丝技术制备了含氧化锌纳米粒子和不含氧化锌纳米粒子的藻酸盐纤维垫，并对其进行了洗涤-交联处理，从而获得了高度稳定的产品，其特征是直径为100±30 nm的细而均匀的纳米纤维。以市售胶原蛋白产品为对照，仔细评估所制备的垫子的生物反应，特别注意所用交联剂（Ca2+或Sr2+或Ba2+离子）的影响以及纳米填料的存在。成纤维细胞和角质形成细胞培养成功地证明了所制备的海藻酸盐基质的安全性，并发现氧化锌纳米粒子具有很强的抑菌和抗菌性能；首先，锶和钡交联的样品在细胞粘附和生长方面表现出与市售胶原膜非常相似的性能，尽管它们显示出明显较低的蛋白质吸附。此外，实验证明锶交联的嵌入氧化锌纳米粒子垫子的力学性能和水相关性能与人皮肤相似（即，杨氏模量为470 MPa，水蒸气透过率为3.8∙10-12 g/m Pa s），从而证明所制备的垫子能够承受相当大的压力，同时保持去除渗出液的基本能力。考虑到所获得的结果，与通常使用的动物胶原衍生系统相比，所提出的藻酸盐基产品可通过更简单、更安全的生产过程生产出无害且价格合理的外科补片和伤口敷料膜。
图1.垫子制备方法示意图。
图2.S2样品（a）和S4样品在低（b）和高（b插图）放大率下的形态。ZnO纳米粒子（红色点）在S4样品中的分布（c）。
图3.16 h后细胞粘附在藻酸盐基膜上的显微镜观察。
图4.通过MTT测试，将膜提取物在完全培养基中浸泡6 h，然后添加到L929成纤维细胞（绿色条）或HaCaT角质形成细胞（紫色条）中24 h（a）和48 h（b）。结果表示为相对于对照未处理细胞的百分比（c）。通过MTT测试，在16小时（灰色条）和72小时（黄色条）孵育后，四种不同藻酸盐膜和胶原商业膜上的L929成纤维细胞（c）和HaCaT角质形成细胞（d）的细胞粘附和生长。结果表示为在相应孵育时间，相对于商业胶原膜的细胞百分比，数值为一式四份进行的3个实验的平均值±标准偏差。星号表示在Tukey试验中的显著性（p<0.05与相应胶原蛋白相比）。
图5.（a）四种不同藻酸盐膜和商用胶原膜（Coll）在六孔板中FBS的稳定性评估，每孔2 ml胎牛血清中含每种类型的两层膜。在FBS（t 0）中孵育开始时和孵育10天后（t 10）宏观完整性的照相比较。（b）和（c）通过蛋白质定量评估不同藻酸盐膜和商业胶原蛋白在FBS或HS存在下分别孵育指定时间的血清蛋白质吸附特性。星号和#号表示在Tukey试验中的显著性（p<0.05，0 h与不同孵育时间相比；p<0.05，48 h的膜与48 h的胶原蛋白相比）。
图6.（a）和（c）通过MTT测试，HaCaT角质形成细胞分别在FBS或HS中的四种不同藻酸盐膜和胶原商业膜上预孵育（绿色条）或不孵育（紫色条）48小时的细胞粘附（16小时）。结果表示为相同条件下，相对于商业胶原膜的细胞百分比，数值为一式四份进行的2个实验的平均值±标准偏差。星号和#号表示在Tukey试验中的显著性（#p<0.05，不含FBS的胶原蛋白与含FBS的胶原蛋白相比；*p<0.05相对于相应的胶原蛋白）。（b）和（d）分别根据（a）和（c）中显示的数据计算的在FBS或HS中预孵育或未预孵育的膜之间的细胞粘附率的比率。
图7.（a）样品S2和S4在37℃时的动态力学行为。（b）样品S2和S4在室温下的机械性能（断裂伸长率、拉伸强度和杨氏模量）。
