DOI: 10.1021/acsbiomaterials.0c01411
細菌感染是組織工程支架失敗的主要原因。因此,需要一種既能促進組織再生又能抗感染的新型多功能生物材料。在本研究中,通過使用單噴嘴靜電紡絲法將蜂蜜和一氧化氮(NO)供體S-亞硝基-N-乙酰基青霉胺(SNAP)摻入聚乳酸(PLA)納米纖維中,制備了一種抗菌且具有生物活性的支架。使用掃描電子顯微鏡觀察所制備納米纖維的形態。PLA/蜂蜜/SNAP(PLA/HN/SNAP)納米纖維的平均直徑為624.92±137.69nm,NO持續釋放48h。通過傅立葉變換紅外光譜對支架的化學組成進行表征。此外,還對納米纖維的拉伸性能、潤濕性、保水性和水蒸氣透過率進行了評估。抗菌研究結果表明,蜂蜜和SNAP的協同作用顯著降低了革蘭氏陽性金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性大腸桿菌的活性。此外,定性和定量的3T3成纖維細胞培養實驗證明,與PLA相比,PLA/HN/SNAP支架支持更好的細胞附著和增殖。上述研究結果表明,PLA/HN/SNAP納米纖維支架在組織工程領域具有廣闊的應用前景。
圖1.具有不同蜂蜜重量百分比的PLA納米纖維的SEM圖像:(A)5,(B)10,(C)15和(D)10%蜂蜜和SNAP。
圖2.SNAP、蜂蜜、PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP納米纖維的FTIR光譜。
圖3.PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP納米纖維的應力/應變曲線。
圖4.37℃下PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP納米纖維48小時內的NO釋放量。
圖5.PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP納米纖維對金黃色葡萄球菌的抗菌活性。PLA/HN/SNAP納米纖維顯示出最好的金黃色葡萄球菌殺滅效果(**表示p<0.01)。
圖6.PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP納米纖維對大腸桿菌的抗菌活性。PLA/HN/SNAP納米纖維顯示出最好的大腸桿菌殺滅效果(**表示p<0.01)。
圖7.暴露于PLA(A-C),PLA/HN(D-F),PLA/SNAP(G-I)和PLA/HN/SNAP(J-L)納米纖維的金黃色葡萄球菌的活/死染色。
圖8.暴露于PLA(A-C),PLA/HN(D-F),PLA/SNAP(G-I)和PLA/HN/SNAP(J-L)納米纖維的大腸桿菌的活/死染色。
圖9.使用PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP納米纖維的24小時浸出液對小鼠成纖維細胞進行基于CCK-8染料的細胞活力測定(**表示與PLA相比,p<0.01)。
圖10.在(A)PLA,(B)PLA/HN,(C)PLA/SNAP和(D)PLA/HN/SNAP納米纖維上生長的3T3成纖維細胞的熒光顯微鏡觀察。藍色:DAPI;綠色:F-肌動蛋白。
圖11.培養24h后,從PLA、PLA/HN、PLA/SNAP和PLA/HN/SNAP納米纖維分離的小鼠成纖維細胞數目(**表示與PLA相比,p<0.01)。