DOI: 10.1021/acs.molpharmaceut.0c00504
由于殼聚糖(CS)的細胞親和力和聚環氧乙烷(PEO)的親水性,CS/PEO復合納米纖維網(NFMs)被廣泛用作皮膚組織再生的傷口愈合敷料。但是,NFMs系統的許多固有缺陷,例如使用有毒的紡絲溶劑和交聯劑、適度的回水能力以及缺乏觸發釋放功能,嚴重阻礙了其生物醫學應用。為了增強它們在促進細胞生長和預防細菌感染方面的性能,在不使用含醛交聯劑的情況下,采用無酸靜電紡絲工藝和紫外光輻照交聯處理制備了高溶脹度的N-馬來酰化殼聚糖(MCS)/PEO NFMs作為下一代CS/PEO NFMs系統。通過在交聯過程中同時引入環氧乙烷鏈和二硫鍵,這種新的NFMs系統顯示出增強的溶脹能力、抗菌性能、觸發抗生素釋放和較高的生物相容性。這些生物醫學優點使得新的NFMs系統可用作組織支架,特別是用于功能性傷口愈合敷料。
圖1.通過控制4wt%的固含量和15kV的施加電壓,MCS/PEO重量比為(a)10/90、(b)20/80、(c)30/70、(d)40/60和(e)50/50的MCS/PEO NFMs的SEM圖像。
圖2.在MCS/PEO重量比為40/60,施加電壓為15kV的工作條件下,由固含量為(a)4wt%、(b)6wt%和(c)8wt%的紡絲溶液制備的MCS/PEO NFMs的SEM圖。
圖3.在固含量為8wt%和MCS/PEO重量比為40/60的操作條件下,使用(a)15kV、(b)17kV和(c)20kV的施加電壓制備的MCS/PEO NFMs的SEM圖像。
圖4.(a)MCS聚合物、PEO NFMs和MCS/PEO-40/60 NFMs的FTIR光譜和(b)DSC曲線。
圖5.PEGDA濃度(相對于紡絲溶液)對EO/ss-MCS/PEO NFMs在pH=7.4緩沖液中孵育24小時后分解和溶脹的影響。誤差線是通過三個獨立的實驗計算得出的。
圖6.(a)在進行紫外光輻照處理之前,(b)在進行紫外光輻照處理之后,以及(c)在pH=7.4的緩沖液中孵育24小時的EO/ss-MCS/PEO NFMs(紡絲溶液中含有6wt%PEGDA)。
圖7.(a)EO/ss-MCS/PEO NFMs(紡絲溶液中含6wt%PEGDA)在37℃、pH=7.4的緩沖液中的分解結果和(b)溶脹結果。誤差線是通過三個獨立的實驗計算得出的。
圖8.在37℃下,當pH=7.4的緩沖液中添加和不添加GSH時,負載TCH的EO/ss-MCS/PEO NFMs的TCH釋放曲線。誤差線是通過三個獨立的實驗計算得出的。對于在48、72和96h的時間點添加GSH的NFMs的結果,它們的誤差線是不可見的,因為符號尺寸大于誤差線的值。
圖9.EO/ss-MCS/PEO NFMs和TFs處理后大腸桿菌的CFU計數。孵育的大腸桿菌懸浮液的初始濃度控制在3×108 CFU/mL。誤差線是通過三個獨立的實驗計算得出的。(與對照相比,*p<0.05;與對照相比,**p<0.01;與對照相比,***p<0.001)
圖10.(a)用I和II標記的TFs和NFMs,(b)用III和IV標記的NFMs和TCH負載NFMs以及(c)用V和VI標記的不含和添加GSH的TCH負載NFMs的抑制區測試結果。將所有測試樣品切成圓盤狀,并置于大腸桿菌菌臺上。孵育24小時后,測量并記錄抑制區的直徑。
圖11.在孵育時間分別為24h和72h的L929成纖維細胞中,通過ISO10993-5標準測試和MTT分析對EO/ss-MCS/PEO NFMs進行細胞毒性評估。誤差線是通過三個獨立的實驗計算得出的。
圖12.(a)培養24小時和(b)48h后,附著在EO/ss-MCS/PEO NFMs上的L929細胞的熒光圖像,以及(c)培養48h后附著在NFMs上的L929細胞的SEM圖。綠色熒光指示有活的L929細胞。