一、研究背景

皮膚是人體最大的重要器官，也是抵御外界病原體的第一道屏障。然而，外部機械力、外科手術(shù)、燒傷、化學(xué)損傷以及某些慢性疾病引起的潰瘍都會對皮膚造成不同程度的損傷。傷口愈合是一個復(fù)雜而動態(tài)的組織再生過程，主要由止血、炎癥、增殖和重塑四個階段組成。雖然皮膚可以進行一定程度的自發(fā)修復(fù)，但細(xì)菌感染一直是阻礙傷口愈合的主要原因。對于感染的傷口，不僅會破壞正常的愈合過程，還會導(dǎo)致傷口組織變形，給患者帶來極大的痛苦。

傷口敷料在傷口愈合管理中起著至關(guān)重要的作用。它們保護傷口免受外部危險因素的影響，并加速傷口愈合過程。根據(jù)傷口愈合的機理，理想的傷口敷料應(yīng)具備以下特性：（1）吸收多余的滲出物；（2）保護傷口免受微生物感染；（3）保持傷口部位濕潤的愈合環(huán)境；（4）促進氣體交換；（5）無毒、生物相容性好且可降解；（6）不粘連傷口，易于更換和清除；（7）促進血管生成和組織再生。在選擇傷口敷料時，應(yīng)綜合考慮不同的傷口需求。目前，市場上常見的敷料主要包括薄膜、泡沫、海綿、水凝膠和納米纖維膜。在這些材料中，納米纖維膜孔徑小、孔隙率高的獨特結(jié)構(gòu)可保護傷口免受病原體感染，并確保氣體和液體分子的自由運輸。與此同時，大量研究還將物理和機械性能的可調(diào)特性結(jié)合起來，使其在生物材料中脫穎而出。

迄今為止，制備納米纖維的方法有拉絲法、自組裝法、相分離法和模板合成法。然而，這些方法都存在成本高、耗時長、效率低等缺點。因此，簡單實用的電紡絲技術(shù)被廣泛用于制造直徑在納米或微米范圍內(nèi)的纖維。電紡納米纖維膜是一類新型材料。由于其具有高表面體積比、高微孔率和多功能性，可用于各種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，如組織工程支架、藥物輸送和傷口敷料。利用電紡絲技術(shù)制備的納米纖維傷口敷料具有許多優(yōu)點。首先，其結(jié)構(gòu)和生物功能與天然細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）相似，為細(xì)胞粘附、增殖、遷移和分化提供了理想的微環(huán)境。其次，用于電紡絲的聚合物基質(zhì)可同時兼具天然聚合物的生物相容性和合成聚合物的可靠機械強度。此外，納米纖維膜的寬表面積和多孔結(jié)構(gòu)可有效負(fù)載各種生物活性成分，包括抗菌藥物、無機納米顆粒、維生素、生長因子和中草藥提取物。通過調(diào)整纖維結(jié)構(gòu)和形態(tài)大小，可以控制藥物釋放的速度和時間，從而促進傷口部位的有效愈合。因此，靜電紡絲生產(chǎn)設(shè)備制備的電紡納米纖維在制備先進的生物活性傷口敷料方面顯示出巨大的潛力。

二、摘要

隨著全球?qū)谧o理和治療的需求日益增長，傳統(tǒng)的敷料因其抗菌性能有限等缺陷已無法滿足現(xiàn)有市場的需求。電紡絲技術(shù)作為一種簡單、多功能的制造方法，吸引了越來越多研究人員的關(guān)注。電紡納米纖維膜具有獨特的結(jié)構(gòu)和類似細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的生物功能，被認(rèn)為是一種先進的傷口敷料。它們在封裝和輸送促進傷口愈合的活性物質(zhì)方面具有巨大的潛力。本文首先討論了常見的傷口敷料類型，然后總結(jié)了電紡纖維制備技術(shù)的發(fā)展。最后，總結(jié)了用于電紡傷口敷料的聚合物和常見生物活性物質(zhì)，并討論了便攜式電紡設(shè)備。此外，還提出了未來的研究需求。

三、結(jié)論

近年來，電紡絲技術(shù)作為一種制備微納米級直徑纖維的多功能技術(shù)，受到越來越多的關(guān)注。靜電紡絲生產(chǎn)設(shè)備制備的電紡纖維材料具有極高的比表面積、高孔隙率、可調(diào)的纖維形態(tài)和表面功能。這些特點使得電紡纖維材料具有一系列理想的性能，可以滿足生物醫(yī)學(xué)和組織工程等多個領(lǐng)域的應(yīng)用要求。隨著同軸電紡、并排電紡和三軸電紡技術(shù)的發(fā)展，目前已制備出具有芯鞘結(jié)構(gòu)、Janus 結(jié)構(gòu)和三軸結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量納米纖維。未來，可以利用更先進、更復(fù)雜的多流體電紡技術(shù)制備出具有新結(jié)構(gòu)的納米纖維。同時，電紡納米纖維可攜帶多種活性物質(zhì)，并具有持續(xù)釋放藥物和納米顆粒的能力，這對改善傷口的整體性能大有裨益。

傷口敷料的開發(fā)仍面臨著一些需要考慮的挑戰(zhàn)，許多研究人員也提出了不同的觀點。不同的傷口滲出物差異極大，因此很難找到適合所有類型傷口的理想敷料。因此，電紡技術(shù)生產(chǎn)的生物活性納米纖維敷料考慮到了傷口愈合過程的特點，能刺激細(xì)胞遷移，控制炎癥。同時，它還能通過釋放相關(guān)藥物緩解疼痛，可有效用于急性或慢性傷口治療。然而，這種先進的敷料還需要經(jīng)過大量臨床試驗的評估，才能確保最終的臨床應(yīng)用。我們相信，我們的綜述為電紡納米纖維在臨床應(yīng)用中的進一步發(fā)展提供了啟示和參考。未來，有必要進一步提高電紡纖維的性能，實現(xiàn)載藥纖維制備方法的標(biāo)準(zhǔn)化，制備新型功能性傷口敷料，為生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用提供更多技術(shù)支持。

圖1.不同傷口敷料的結(jié)構(gòu)。

 

圖2.電紡絲技術(shù)的工藝分類。

 

圖3.(A）從天然資源中提取殼聚糖并開發(fā)成電紡纖維膜及其在傷口愈合中的應(yīng)用；（B）載藥殼聚糖敷料的傷口愈合過程示意圖；（C）纖維蛋白的來源；（D）通過同軸電紡制備 HA/SF-ZO 納米纖維并進行體外和體內(nèi)研究。

 

圖4.(A）具有抗菌、抗氧化、拉伸性和電活性的電紡絲 PCL/QCSP 納米纖維膜；（B）同軸電紡絲納米纖維氈的制備及其優(yōu)異性能。

 

圖5.(A）PHBV/nCeO2 納米纖維膜在細(xì)胞粘附、遷移和傷口愈合研究中的應(yīng)用；（B）電紡抗菌雙層納米纖維支架用于促進小鼠全厚皮膚缺損愈合的各種表征分析。

 

圖6.(A) 原位電紡工藝；(B)  (a) 便攜式電紡裝置和 EPU/FPU/Thymol 納米纖維的制備示意圖；(b) EPU/FPU/Thymol 納米纖維的透氣、防水和抗菌功能示意圖。