DOI: 10.1016/j.mtcomm.2020.101968
腹疝修補術是世界上頻率第二高的外科手術，每年有2000多萬例。然而，在50％以上的腹腔手術中會發生術后粘連，給患者帶來了極大的痛苦。這些粘連發生在術后7天內，即凝血級聯過程中，腹膜和器官間纖維蛋白過度沉積后。因此，治療方案既要防止粘連又要限制第二個手術步驟的需要。在過去的幾十年里，許多技術被用來設計生物醫用織物植入物，其中靜電紡絲技術因其制備的纖維具有多孔結構和納米級直徑而引起了人們極大的興趣。同時，冷等離子體處理可用于活化表面并將其與功能分子接枝，從而表現出如抗菌或抗凝特性。本工作旨在通過冷等離子體誘導接枝共聚合實現功能化，用可生物降解的聚己內酯（PCL）電紡納米纖維和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）覆蓋聚丙烯網（PPM）。選擇AMPS是因為它含有肝素樣片段，可能導致類似的抗凝作用。首先，通過改變工藝、溶液和環境參數優化PCL的靜電紡絲，并選擇含12％PCL的甲酸/乙酸混合物溶液。然后，使用實驗設計從等離子體處理的功率和時間以及溶液濃度等方面對AMPS的接枝共聚進行優化，以獲得表面富含SO3H基團的納米纖維。在該工藝的每個步驟中，都對該材料進行了徹底的表征，證明了AMPS存在于納米纖維表面。滅菌后，對細胞相容性和抗凝血特性的評估顯示，這些納米纖維墊有望在不釋放細胞毒性化合物的情況下用于抗粘連應用。
圖1：整個功能化過程的概圖。
圖2：在不同PCL濃度和甲酸/乙酸比下，納米纖維膜的SEM圖像（實驗條件：RH=30％，T=25℃，V=13-16kV，流速=0.5mL/h，尖端收集器距離=20cm）。
圖3：取決于相對濕度和流速的PCL納米纖維形態的SEM圖像。對于每種流速，濕度約為30±2％，對于每種濕度，流速固定為0.5mL/h。
圖4：A：等離子體處理前PCL納米纖維上的WCA圖像；B：未處理納米纖維的SEM圖像；C：在條件9下等離子體處理的納米纖維的SEM圖像；D：納米纖維直徑的變化取決于表中給出的冷等離子體條件（紅色：較低條件；黑色：中等條件，綠色：較高條件）。
圖5：納米纖維墊的等離子體處理時間對水滴吸附時間的影響（功率=100W，氬氣流量=15sccm）。
圖6：接枝過程的不同步驟（用丙烯酸）后納米纖維的SEM圖像。A：第一次冷等離子體處理后；B：第一次冷等離子體處理后，浸入AA中，第二次冷等離子體處理；C：第一次冷等離子體處理后，浸入AA中，第二次冷等離子體處理并在水中洗滌3h。
圖7：在水中進行每個處理步驟后納米纖維的SEM圖像（A：浸入水中，未經第一次和第二次等離子體處理；B：第一次等離子體處理后浸入水中；C：浸泡之后進行第二次等離子體處理以及D：整個過程均在水中）。
圖8：納米纖維通過等離子體處理接枝丙烯酸之前（A）和之后（B）的SEM圖像以及通過TBO分析測定的納米纖維表面的COOH基團數量。
圖9：AMPS等離子體接枝PCL納米纖維的EDX光譜。
圖10：AMPS接枝質量分類。
圖11：A：等高線圖顯示在90W的恒定功率下，接枝隨AMPS濃度和等離子體處理時間的變化。B：等高線圖顯示在90s的恒定時間內，接枝隨AMPS濃度和等離子體處理功率的變化。
圖12：在最佳條件下（90W，90s，1.1g AMPS）接枝樣品的SEM圖像。
圖13：A：在最佳和最大等離子體條件下，與未處理的PP-PCL或等離子體接枝樣品的細胞培養基（對照）或提取培養基接觸24和72小時后，NIH3T3細胞的活性；B：在最佳和最大等離子體條件下，與TCPS（對照）、PP-PCL、等離子體接枝樣品接觸3天和6天后，NIH3T3細胞的活性。*p<0.05
圖14：健康血液在含有或不含0.5單位肝素的TCPS上（對照）以及在由功能化（最佳和最大）或非功能化（對照）PCL納米纖維覆蓋的不同數量PPM盤上的凝結時間；1個盤、2個盤和3個盤代表與血液接觸的不同表面積（分別為760、1520和2280mm2）；*p<0.05
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