DOI: 10.1039/D0BM00530D
抗菌納米纖維敷料的開發可以保護受損組織免受共生病原體的侵害，同時促進組織再生，在整形和重建手術實踐中具有巨大潛力。為了實現這一目標，研究了硫酸軟骨素對含礦化鎂的聚多巴胺交聯電紡明膠納米纖維的形態、機械性能、潤濕性和生物相容性的影響。為了延長敷料的耐用性，研究者制備了以聚己內酯（PCL）和明膠為共混物或核-殼納米纖維的復合敷料。納米纖維共混物表現出更大的拉伸強度和拉伸性，而核-殼納米纖維表現出優異的光致發光性能。在豬皮膚燒傷模型中，與未經治療的燒傷相比，混合和核-殼納米纖維敷料均顯示出更好的再上皮化、傷口閉合和臨床結果。活檢組織的組織學研究表明，與未處理的燒傷相比，用核-殼納米結構處理的燒傷具有平滑的再生和膠原組織。這項研究比較了復合納米纖維的理化和生物學特性，該纖維能夠加速燒傷創面愈合并具有抗菌特性，突出了它們作為傷口敷料和皮膚替代品的潛力。
圖1.（a-e）硫酸銨軟骨素濃度增加（明膠0.1–2.0％w/w）的碳酸銨交聯的電紡明膠納米纖維（Gel_pDA_Mg）的代表性SEM圖像。注意，隨著硫酸軟骨素濃度的增加，墊子的交聯程度提高。比例尺=1 μm。
圖2 .Gel_pDA_Mg和Gel_pDA_Mg_CS_2％的ATR-FTIR掃描。注意Gel_pDA_Mg_CS_2％中的S=O和S-O峰。
圖3.a）MTS分析顯示了含各種硫酸軟骨素的電紡納米纖維對HaCaT細胞活力的影響。根據標準校準曲線評估總細胞數。進行獨立的重復實驗，并報告了平均細胞數。由Tukey多重比較測試得出****，p<0.0001；**，p<0.01；*，p<0.05以及ns無顯著性。b）用CMFDA處理細胞、Hoechst染色細胞核后，對接種在各種電紡墊上的HaCaT細胞進行共聚焦熒光顯微鏡檢查。插圖顯示了由鬼筆環肽染色的F-肌動蛋白和由Hoechst染色的細胞核。比例尺=20 μm。
圖4.a）MTS分析顯示了含各種量的硫酸軟骨素的電紡納米纖維對人類原代皮膚成纖維細胞活力的影響。根據標準校準曲線評估總細胞數。進行獨立的重復實驗，并報告了平均細胞數。由Tukey多重比較測試得出**，p<0.01和ns無顯著性。b）接種在各種電紡墊上的人類原代皮膚成纖維細胞的共聚焦熒光顯微鏡檢查。對于每張墊子，左列的圖像是CMFDA處理過的細胞，細胞核用Hoechst染色，而右列的細胞圖像中F-肌動蛋白用鬼筆環肽染色，細胞核用Hoechst染色。比例尺=20 μm。
圖5.代表性SEM圖像顯示了電紡和交聯的PCL/明膠共混物和核-殼納米結構的形態。電紡纖維的SEM圖像，a）PCL/明膠共混物和c）PCL /明膠核-殼納米結構。比例尺=1 μm。插圖顯示了核-殼納米結構的TEM圖像。比例尺=200 nm。碳酸銨交聯后墊子的SEM圖像，b）PCL/明膠共混物和d）PCL/明膠核-殼納米結構。比例尺=1 μm。e，f）交聯后PCL/明膠核-殼納米結構斷裂形態的SEM圖像。交聯處理后幾乎看不到核-殼界面。比例尺=100 nm。g）電紡PCL/明膠核-殼納米結構斷裂形態的SEM圖像。比例尺=100 nm。
圖6.樣品Gel_pDA_Mg_CS_1％、PCL/明膠共混物和核殼納米纖維的（a-c）1sC、（d-f）1sN、（g-i）1sO和（j-1）Mg 2p光譜的代表性反卷積。
圖7.a）MTS分析顯示了PCL/明膠混合物和核-殼納米纖維對HaCaT細胞活力的影響。根據標準校準曲線評估總細胞數。進行獨立的重復實驗，并報告了平均細胞數。由Tukey多重比較測試得出**，p<0.01和*，p<0.05。b）接種在復合墊上的HaCaT細胞的共聚焦熒光圖像，并用CMFDA處理細胞和Hoechst染色細胞核后成像。插圖顯示了由鬼筆環肽染色的F-肌動蛋白和由Hoechst染色的細胞核。比例尺=20 μm。c）代表性SEM圖像顯示了接種在復合墊上的HaCaT細胞的形態。比例尺=10 μm。
圖8.a）MTS分析顯示了PCL/明膠共混物和核-殼納米纖維對人類原代皮膚成纖維細胞活力的影響。根據標準校準曲線評估總細胞數。進行獨立的重復實驗，并報告了平均細胞數。根據Tukey的多重比較測試，***，p<0.001和**，p<0.01。b）接種在復合墊上的人類原始皮膚成纖維細胞的共聚焦熒光圖像。對于每個墊子，左列的圖像是CMFDA染色的細胞，細胞核用Hoechst染色，而右列的圖像中F-肌動蛋白用鬼筆環肽染色，細胞核用Hoechst染色。比例尺=20 μm。c）代表性SEM圖像顯示接種在復合墊上的人類原始皮膚成纖維細胞的形態。比例尺=10 μm。
圖9.a）在405和488 nm激發波長處激發的Gel_pDA_Mg_CS_1％和PCL/明膠復合墊的共聚焦顯微鏡圖像。比例尺=20 μm。b）通過ImageJ分析定量各個熒光強度（405和488 nm）。熒光強度表示為平均灰度值。由Tukey多重比較測試得出****，p<0.0001和**，p<0.01。
圖10.通過徑向盤擴散測定法評估了Gel_pDA_Mg、Gel_pDA_Mg_CS_1％、PCL/明膠共混物和核-殼納米纖維對革蘭氏陽性細菌的抗菌評估。比例尺=1 cm。
圖11.PCL/明膠共混物和核-殼納米結構對皮膚傷口愈合的影響。a）代表性數字圖像，顯示了豬模型在損傷后第0、7、14、21、28和32天的皮膚局部厚度燒傷的傷口閉合情況。注意，與未處理的燒傷相比，混合和核-殼納米結構均顯示出早期的收縮和傷口閉合。b）通過數字圖像的大體檢查確定各組傷口狀態的臨床評估（平均值±標準偏差）（每組n=4）。c）通過受傷后第28天和32天對數字圖像進行平面分析確定傷口閉合度（平均值±標準偏差，每組n=4）。未經處理的燒傷僅用Tegaderm膜覆蓋。
圖12.受傷后32天時傷口組織的橫截面圖像。a）從PCL/明膠共混物和核-殼納米纖維處理傷口處獲得的組織切片的H&E和b）MT染色。未經處理的燒傷僅用Tegaderm膜覆蓋。顯示了代表性圖像。比例尺=100 μm。
