DOI:10.1016/j.msec.2020.110767
角膜和結膜感染是常見的眼部疾病,有時會引起嚴重的難治性耐藥細菌感染。真菌性角膜炎是導致失明的主要原因,傳統的醫學治療效果不理想。因此,迫切需要開發一種新的治療方法來處理這些病例。在本研究中,研究者開發了銀納米顆粒(AgNPs)及纖維素納米微纖絲(CNF)表面修飾聚乳酸(PLA)電紡納米纖維膜(EFMs)支架,以促進細胞增殖及抗菌應用。極低含量(低于0.1%)的AgNPs易被CNF固定在PLA EFMs表面,使其具有親水性和抗菌性。體外細胞共培養實驗表明,該支架對眼上皮細胞具有良好的生物相容性,尤其是CNF涂層支架,能顯著促進細胞增殖。此外,AgNPs對大腸桿菌(E.coli)和金黃色葡萄球菌(S.aureus)的抑制率均可達95%以上,而且對大多數鐮刀真菌的抑菌活性也很突出。因此,研制的含CNF和AgNPs的PLA EFMs有望成為促進細胞增殖和殺滅感染性病原體的眼用繃帶,在未來的眼部傷口愈合中具有潛在的應用前景。
圖1.電紡納米纖維膜(a和b)PLA、(c和d)PLA-1和(e和f)PLA-2的SEM圖像。電紡納米纖維膜(g)PLA和(h)PLA-2的橫截面圖像。
圖2.電紡納米纖維膜(a)PLA和(b)PLA-2的EDX光譜(插圖指示EDX分析元素的實際位置)。PLA-2的SEM圖像以及(c)C、(d)O和(e)Ag的元素映射圖像。
圖3.電紡納米纖維膜(a)PLA、(b)PLA-1和(c)PLA-2的水接觸角。
圖4.這些PLA電紡納米纖維膜的典型應力-應變曲線(插圖顯示了制備的PLA電紡納米纖維膜的機械性能。)
圖5.(a1~c1)CjECs和(a2~c2)CECs在電紡納米纖維膜上接種48h的掃描電鏡圖像:(a1,a2)PLA、(b1,b2)PLA-1和(c1,c2)PLA-2。
圖6.(a1~a4和b1~b4)CjECs和(c1~c4)CECs在(a1、b1和c1)tcps和PLA EFMs上的表型:(a2~a4)PLA、(b2~b4)PLA-1和(c2~c4)PLA-2。進行了免疫細胞化學分析以顯示結膜和角膜上皮特異性標記物:CK19用于CjECs(a1~a4),MUC5AC用于杯狀細胞(b1~b4),CK12用于CECs(c1~c4)。結膜(d和e)和角膜(f)上皮特異基因表達的qPCR分析。*p<0.05,**p<0.01。
圖7.CjCEs和CECs在(a1~d1)tcps和PLA EFMs上的細胞活力和增殖結果:(a2~a4)PLA、(b2~b4)PLA-1和(c2~c4)PLA-2。電紡納米纖維膜上結膜(a1~a4)和角膜(b1~b4)上皮細胞活(綠)/死(紅)染色。tcps和EFMs上細胞BrdU染色(c1~c4和d1~d4)。CCK-8對電紡納米纖維膜(g和h)上細胞增殖的分析。(為了解釋本圖例中對顏色的引用,請參閱本文的網頁版本。)
圖8.(a)CjECs和(b)CECs細胞在PLA EFMs上接種3天的IL-6基因表達的qPCR分析。
圖9.免疫細胞化學顯示CjECs在(a1)tcps和PLA EFMs上的P63免疫染色:(a2)PLA、(a3)PLA-1和(a4)PLA-2。qPCR和蛋白質印跡結果顯示,CjECs在tcps和PLA EFMs(b和c)上的mRNA和蛋白表達水平。體外培養CjECs的組織學分析:(d1)PLA,(d2)PLA-1,(d3)PLA-2。
圖10.在PLA EFMs上孵育后,帶有(a1~a4)金黃色葡萄球菌菌株和(b1~b4)大腸桿菌定植的瓊脂培養基的照片:(a2,b2)PLA、(a3,b3)PLA-1和(a4,b4)PLA-2。(c)PLA EFMs對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌活性。在PLA EFMs上孵育后,(d1~d4)鐮刀菌定植的照片:(d2)PLA,(d3)PLA-1,(d4)PLA-2。(e)PLA EFMs對鐮刀菌的抗真菌活性。(數據代表平均值±標準偏差)。