J. Mater. Chem. B：PVA-CQD/Si NP/SF納米纖維的制備及其加速傷口愈合的能力

DOI: 10.1039/d0tb01747g

近年來，將具有抗菌活性的各種傷口敷料用于加速組織修復階段受到了廣泛關注。纏繞在一起的納米纖維三維結構為傷口愈合過程中藥物和修復劑的攜帶提供了獨特的空間。在這項研究中，合成了碳量子點（CQD）/二氧化硅納米顆粒（Si NP）/絲素蛋白（SF）納米復合材料，通過噴涂和靜電紡絲法制備了兩種新型傷口敷料，即BC-CQD/Si NP/SF納米復合材料和PVA-CQD/Si NP/SF納米纖維，并對其進行了成功表征。對BC-CQD/Si NP/SF納米復合材料的吸水性能進行優化，以評估其溶脹行為。采用MIC法和光密度法測定了合成材料的抗菌效果，結果表明該材料具有較高的抗菌活性，能有效抑制金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的生長。通過MTT法對NIH 3T3成纖維細胞進行細胞毒性、活性和增殖實驗，證實了CQD/Si NP/SF納米復合材料不僅沒有毒性，而且可以提高細胞活性和增殖能力。為了評估CQD/Si NP/SF納米復合材料對細胞遷移和體外傷口愈合劃痕的影響，進行了傷口愈合實驗，研究表明該納米復合材料具有促進傷口愈合的能力。以PVA-CQD/Si NP/SF納米纖維為敷料，觀察動物模型傷口愈合的情況。結果表明，PVA-CQD/Si NP/SF納米纖維有效地促進了皮膚和毛囊的再生。因此，PVA-CQD/Si NP/SF納米纖維是一種有前途的傷口敷料，可抑制細菌生長并促進皮膚傷口修復和毛發再生。

圖1.（A）CQD、CQD/Si NP和CQD/Si NP/SF納米材料的FTIR光譜。（B）XRD圖譜。（C）通過DLS測量的直徑分布，以及（D）zeta電位。

圖2.PVA-CQD/Si NP/SF納米纖維的FTIR光譜。

圖3.（a）PVA-CQD/Si NP/SF納米纖維的FE-SEM圖像和直徑分布以及（b-e）元素映射。

圖4.純BC和BC-CQD/Si NP/SF納米復合材料的FTIR光譜。

圖5.（a-f）BC-CQD/Si NP/SF納米復合材料的元素映射以及（g）純BC和BC-CQD/Si NP/SF納米復合材料的EDS光譜。

圖6.由木質素細菌制備的（a和b）純BC以及通過噴霧印刷制備的（c和d）BC-CQD/Si NP/SF復合材料的FE-SEM顯微照片。

圖7.（a）GA與CQD/Si NP/SF納米復合物體積比（A）和CQD/Si NP/SF納米復合物濃度（B）對改性BC（BC-CQD/Si NP/SF納米復合材料）吸水能力（R）影響的3-D曲線圖。（b）CQD/Si NP/SF納米復合材料（B）對改性BC吸水能力（R）的影響（2-D曲線圖）

圖8.改性BC（BC-CQD/Si NP/SF）納米復合材料的降解率。

圖9.純BC、改性BC（BC-CQD/Si NP/SF）納米復合材料和PVA-CQD/Si NP/SF納米纖維的應力-伸長曲線。

圖10.CQD、CQD/Si NP和CQD/Si NP/SF納米復合材料以及四環素對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的MIC（最低抑菌濃度）比較。誤差棒代表三次重復測量的標準偏差。

圖11.不同濃度的CQD、CQD/Si NP和CQD/Si NP/SF納米復合材料在600nm（OD600）波長下的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的光密度測量。數據表示為三次獨立實驗的平均值±SEM。

圖12.CQD/Si NP/SF納米復合材料對NIH 3T3成纖維細胞的體外細胞毒性。n.s.表示無顯著性差異。

圖13體外劃痕實驗。（A）測定CQD/Si NP/SF復合物對細胞遷移的影響。比例尺=4×。（B）根據傷口面積的百分比定量細胞遷移。使用單向方差分析（***P＜0.001）。

圖14.老鼠模型的宏觀研究。（A）14天內傷口愈合過程的總體形態。（B）第14天的傷口愈合率。采用單向方差分析比較各組之間的差異（*P＜0.05，**P＜0.01和***P＜0.001）。

圖15.術后14天大鼠皮膚的組織學評價。（A）HE和TRM染色的組織學圖像。比例尺=400μm，插圖=40μm。紅色箭頭表示毛囊。（B）毛囊的生長以及基于兩種染色的定量分析。（C）基于兩種染色對表皮和真皮厚度進行定量分析。采用單向方差分析比較各組之間的差異（*P＜0.05，**P＜0.01和***P＜0.001）。